В электронном микроскопе вместо света для построения изображения используют поток электронов в глубоком вакууме.
В качестве “линз”, фокусирующих электроны, служит электромагнитное поле, создаваемое электромагнитными катушками. Изображение в электронном микроскопе наблюдают на флюоресцирующем экране и фотографируют. Объекты при электронной микроскопии находятся в глубоком вакууме, поэтому подвергаются фиксации и специальной обработке. Кроме того, они должны быть очень тонкими, так как поток электронов сильно поглощается объектом. В связи с этим в качестве объектов используют ультратонкие срезы толщиной 20—50нм, помещенные на тончайшие пленки. Разрешающая способность электронных микроскопов значительно выше чем световых и достигает 1,5 A (0,15 нм), что позволяет получить полезное увеличение в миллионы раз.
Наиболее широко применяются просвечивающая (трансмиссивная) и сканирующая электронная микроскопия.
Просвечивающая электронная микроскопия применяется для изучения ультратонких срезов микробов, тканей, а также строения мелких объектов (вирусов, жгутиков. и др.), контрастированных фосфорно-вольфрамовой кислотой, уранилацетатом, напылением металлов в вакууме и др.
Сканирующая электронная микроскопия применяется для изучения поверхности объектов.