透射电子显微镜在观察物质的整体结构方面是很有用的，但在表面结构的分析上却较困难，这是因为透射电 子显微镜是由高能电透过样品来获得信息的，反映的是样品物质的内部信息。扫描电子显微镜(SEM)虽然能揭示一定的 表面情况，但由于入射电子总具有一定能量，会穿入样品内部， 因此分析的所谓"表面" 总在一定深度 上，而且分辫率也受到很大限制。场发射电子显微镜(FEM)和场离子显微镜(FIM)虽然能很好地用于表面研究，但是样品必须特殊制备，只能置于很细的针尖上，并且样品还需能承受高强电场，这样就使它的应用范围受 到了限制。

扫描隧道电子显微镜(STM)的工作原理完全不同，它不是通过电子束作用于样品(如透射和扫描电子显微 镜 )来获得关于样品物质的信息，也不是通过高电场使样品中的电子获得大于脱出功的能量而形成的发射电流 成象(如场发射电子显微镜)，并以此来研究样品物质，它是通过探测样品表面的 隧道电流来成象，从而对样品表面进行研究。