1924년 프랑스의 물리학자 드 브로이는 전자빔이 빛보다 더 짧은 파장을 갖는 파동의 운동형태로 생각할 수도 있음을 보여 주었습니다. 이러한 착상에 근거하여 관찰재료가 정전기 또는 전자기장에 의해 초점이 조절되는 전자빔을 활용한 전자현미경이 개발되었던 것입니다. 오늘날 전자현미경은 관찰재료의 상을 5만배 또는 그 이상으로 확대할 정도의 해상력을 갖고 있습니다.

광학 현미경과 전자현미경 사이에는 차이점이 많이 있습니다. 전자현미경은 진공 상태에서의 전자빔을 필요로 하는데, 그것은 상온의 대기압 아래서는 전자들이 잘 움직일 수가 없기 때문입니다. 광학현미경과는 달리 전자현미경은 렌즈 혹은 초점거리를 조절하는데 중요한 차이를 보이지요. 광학현미경에서는 초점이 고정된 렌즈를 사용하여 대물렌즈와 관찰재료사이의 거리를 변화시키는 방법으로 관찰합니다.




한편 전자현미경은 초점거리를 변화시킬 수 있는 렌즈를 사용하며, 대물렌즈와 관찰재료사이의 거리와 렌즈들 사이의 거리는 고정된 채로 사용됩니다. 전자현미경의 배율은 주로 매개 그리고, 사출렌즈 코일을 통해 흐르는 전류값에 의해 결정됩니다. 상은 대물렌즈 코일을 통해 흐르는 전류값을 변화시켜 초점을 맞춥니다. 또 다른 차이는 광학현미경은 눈으로 렌즈를 통해 대상을 직접 보도록 되어 있으나 전자현미경은 형광 스크린에 상이 나타나도록 하거나 연구를 위해 특별히 설치된 감광판에 표시된다는 점입니다.




광학 현미경에서 상은 관찰 재료 내로 빛을 흡수함으로써 형성되지만 전자현미경에서는 관찰재료내의 원자들에 의해 전자들이 산란됨으로써 상이
생깁니다. 무거운 원자는 낮은 원자 번호를 가진 원자보다 산란을 더욱 효과적으로 만듭니다. 무거운 원자들은 상을 더욱 뚜렷하게 해주지용, 따라서
전자현미경을 쓰는 연구자들은 이러한 목적을 위해서 더욱 원자들을 관찰 재료와 결합시키려고 하지요.