Elektronski mikroskop je vrsta mikroskopa, ki uporablja elektrone in ne fotone – kot običajni svetlobni mikroskop – za slikanje. Ker imajo elektroni veliko manjšo valovno dolžino kot fotoni, zagotavljajo veliko večjo povečavo. Elektroni so drobni »sateliti«, ki krožijo okoli atomskega jedra in nosijo električni naboj – ti delci so tako majhni, da jih v fiziki pogosto modeliramo kot točke. Vendar so svetlobni valovi veliko večji, z valovno dolžino okoli 500 nanometrov za zeleno barvo, na primer.
Najboljši optični mikroskopi ponujajo le približno 2000-kratno povečavo vzorca, medtem ko lahko nekateri elektronski mikroskopi vzorec povečajo za 50 milijonov-krat; v nasprotju s tem je 2 milijona krat bolj tipično. To deluje do meje ločljivosti približno 0.1 nanometra, kar omogoča opazovanje posameznih atomov na površini. Ta mikroskop je bil izumljen leta 1931, ko sta prvi delujoči prototip zgradila Ernst Ruska in Max Knoll. Ruska je za svoj dosežek na koncu prejel Nobelovo nagrado za fiziko (1986).
Obstajajo štiri vrste teh mikroskopov, od katerih sta prva dva najpogostejša: transmisijski elektronski mikroskop (TEM), skenirni elektronski mikroskop (SEM), refleksijski elektronski mikroskop (REM) in skenirni transmisijski elektronski mikroskop (STEM).
TEM je elektronski mikroskop, kot je bil prvotno izumljen. Z uporabo vzorca, ki je polprozoren za elektrone, se elektronski žarek izstreli neposredno skozi vzorec. Sprejemnik na drugi strani meri gostoto elektronov na vsaki posamezni točki in jih sestavi v sivinsko sliko. To je slika vzorca.
SEM ima nekoliko manjšo ločljivost kot TEM, vendar je še vedno najbolj priljubljena vrsta. Kot že ime pove, ta mikroskop skenira elektronski žarek čez vzorec. Namesto da bi analizirali prvotni žarek za informacije o sestavi vzorca, senzorji poberejo sekundarne elektrone, ki se sprostijo s površine vzorca z vzbujanjem iz primarnega žarka. To žrtvuje nekaj ločljivosti za 3D sliko vzorca. To je več kot vredno zamenjave..
Nakup in vzdrževanje večine skenirnih elektronskih mikroskopov je zelo draga. Potrebujejo stabilen visokonapetostni vir električne energije, vakuumsko črpalko in hladilne tuljave. Vzorce je treba pripraviti, običajno tako, da jih premažete s tanko plastjo prevodnega materiala, kot je zlato.