Ultramikroskopski predmeti, včasih imenovani submikroskopski ali nanoskopski, so predmeti, ki so premajhni, da bi jih bilo mogoče koristno opazovati z običajnim mikroskopom. To se običajno nanaša na predmete, ki so manjši od približno mikrona, lahko pa se nanaša na bakterije, velike do nekaj mikronov. Mikron ali mikrometer je milijoninka metra, sledi mu nanometer, ki je milijardenka metra.
Najpogostejši način opazovanja ultramikroskopskih predmetov je elektronski mikroskop, izumljen leta 1931. Nekaj drugih vključuje ultramikroskop, ki opazuje predmete, manjše od valovne dolžine svetlobe z opazovanjem njihovih uklonskih obročev na črnem telesu, in skenirni tunelski mikroskop, ki uporablja kvantne učinke za sliko posameznih atomov.
Nekatere ultramikroskopske dolžine in predmeti vključujejo:
Vodikov atom – 0.05 nm.
Atom žvepla – 0.1 nm.
Premer ogljikove nanocevke – 1 nm.
Premer vijačnice DNK – 2 nm.
10 baznih parov v tipični verigi DNK – 3.4 nm.
Debelina tipične celične membrane – 6-10 nm.
Najmanjši virusi – 20 nm.
Valovna dolžina ekstremne ultravijolične svetlobe – 40 nm.
Najmanjša velikost sodobnih mikročipov – 65 nm.
Velikost tipičnih delcev dima – 100 nm.
Največji znani virus,
Spekter vidne svetlobe (vijolični) se začne – 380 nm.
Premer kapside največjega znanega virusa, Mimivirusa – 400 nm.
Premer najmanjše znane bakterije, Haemophilus influenzae – 500 nm.
Neformalna zgornja meja ultramikroskopskega režima – 1000 nm.
Ko se je elektronski mikroskop v štiridesetih letih prejšnjega stoletja začel komercialno uporabljati, je bila ena njegovih prvih aplikacij karakterizacija in opis virusov, ki so do takrat veljali za relativno skrivnostne. Velik del pionirskih raziskav je potekal v Nemčiji, Kanadi in Združenih državah. Ugotovljeno je bilo, da se virusi, skupaj z večino drugih ultramikroskopskih objektov, ne spreminjajo glede na svoje okolje, kar naj bi preprečilo njihovo vključitev v drevo življenja.
Druge uporabe ultramikroskopov vključujejo opazovanje delcev megle in sledenje ionov v komorah v oblaku ter preučevanje Brownovega gibanja, kar je bila ena prvih tem, ki jih je Einstein obravnaval na začetku svoje fizične kariere.