Các bộ phận chính của kính hiển vi điện tử là:
Nguồn điện tử: cực âm giải phóng các electron tự do và cực dương hình vòng giúp tăng tốc các electron. Sự chênh lệch điện áp giữa cực âm và cực dương phải rất cao, thường từ vài nghìn đến 3 triệu vôn.
Electron: dùng để tập trung các electron. Thông thường người ta sử dụng thấu kính từ tính, đôi khi sử dụng thấu kính tĩnh điện. Thấu kính điện tử hoạt động giống như thấu kính quang học trong kính hiển vi quang học. Tiêu điểm của thấu kính quang học là cố định, trong khi tiêu điểm của thấu kính điện tử có thể điều chỉnh được nên kính hiển vi điện tử không có hệ thống thấu kính di động như kính hiển vi quang học.
Bộ phận chân không: Bộ phận chân không được sử dụng để đảm bảo độ chân không bên trong kính hiển vi để các electron không bị hấp thụ hoặc bị lệch trên đường đi của chúng.
Giá đỡ mẫu: Mẫu có thể được cố định trong giá đỡ mẫu. Ngoài ra, thường có các thiết bị có thể được sử dụng để thay đổi mẫu (ví dụ: di chuyển, xoay, làm nóng, làm mát, kéo căng, v.v.).
Máy dò: Dùng để thu thập tín hiệu hoặc tín hiệu thứ cấp từ các electron. Loại sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua
Kính hiển vi (TransmissionElectronMicroscopyTEM) có thể thu được hình chiếu trực tiếp của mẫu. Trong loại kính hiển vi này, các electron đi qua mẫu nên mẫu phải rất mỏng. Trọng lượng nguyên tử của các nguyên tử tạo nên mẫu, điện áp tại đó các electron được gia tốc và độ phân giải mong muốn sẽ xác định độ dày của mẫu. Độ dày của mẫu có thể thay đổi từ vài nanomet đến vài micron. Trọng lượng nguyên tử càng cao và điện áp càng thấp thì mẫu càng mỏng.
Bằng cách thay đổi hệ thống thấu kính của thấu kính vật kính, người ta có thể phóng to hình ảnh trực tiếp tại tiêu điểm của thấu kính vật kính. Điều này cho phép người ta thu được hình ảnh nhiễu xạ điện tử.
ảnh nhiễu xạ. Sử dụng hình ảnh này, cấu trúc tinh thể của mẫu có thể được phân tích.
Trong Kính hiển vi điện tử truyền qua lọc năng lượng (EFTEM), người ta đo sự thay đổi tốc độ của các electron khi chúng đi qua mẫu. Từ đó có thể suy ra thành phần hóa học của mẫu, chẳng hạn như sự phân bố các nguyên tố hóa học trong mẫu.
