臺(tái)式掃描電鏡電子槍發(fā)射出來的電子束，在加速電壓的作用下，經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)匯聚，形成一個(gè)細(xì)的電子束斑聚焦在樣品表面，末級(jí)透鏡上裝有的掃描線圈可控制電子束在樣品表面掃描，同時(shí)高能電子束作用在樣品表面會(huì)激發(fā)出各種信號(hào)，主要包括：二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子、陰級(jí)熒光和透射電子等，這些信號(hào)被相應(yīng)的接收器接收，經(jīng)放大后送到顯像管的柵級(jí)上，調(diào)制顯像管的亮度，電子束打到樣品上一點(diǎn)，在顯像管熒光屏上就出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)，sem掃描電鏡就是這樣采用逐點(diǎn)成像的方法，把樣品表面不同的特征，按順序成比例地轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)，從而使我們?cè)跓晒馄辽嫌^察到樣品表面的各種特征圖像。

臺(tái)式掃描電鏡的工作原理是利用物理學(xué)上的隧道效應(yīng)及隧道電流。隧道效應(yīng)是指金屬中部分能量低于表面勢(shì)壘的自由電子能夠穿透金屬表面勢(shì)壘，形成金屬表面上的“電子云”的效應(yīng)。隧道電流是指當(dāng)兩種金屬靠得很近時(shí)（幾納米以下），兩種金屬的電子云將互相滲透，當(dāng)加上適當(dāng)?shù)碾妷簳r(shí)，即使兩種金屬并未真正接觸，也會(huì)有電流由一種金屬流向另一種金屬。

臺(tái)式掃描電鏡利用電子隧道現(xiàn)象，將樣品本身作為一個(gè)電級(jí)，另個(gè)電級(jí)是一根非常尖銳的探針，把探針移近樣品，并在兩者之間加上電壓，當(dāng)探針和樣品表面相距只有數(shù)十埃時(shí)，由于睡道效應(yīng)在探針與樣品表面之間就會(huì)產(chǎn)生隧道電流并保持不受；若表面有微小起伏，哪怕只有原子大小的起伏，也將使穿透電流發(fā)生成千上萬信的變化。

這種攜帶原子結(jié)構(gòu)的信息輸入電子計(jì)算機(jī)，經(jīng)過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維圖像，其分率達(dá)到了原子水平，放大倍數(shù)可達(dá)3億倍，很小可分的兩點(diǎn)距離為原子直徑的1/10，分辨率高達(dá)0.01nm。