Glavne komponente elektronskog mikroskopa su:
Izvor elektrona: katoda koja oslobađa slobodne elektrone i anoda u obliku prstena koja ubrzava elektrone. Razlika napona između katode i anode mora biti vrlo visoka, obično između nekoliko hiljada i 3 miliona volti.
Elektron: koristi se za fokusiranje elektrona. Obično se koristi magnetno sočivo, ponekad se koristi elektrostatičko sočivo. Elektronsko sočivo djeluje na isti način kao optičko sočivo u optičkom mikroskopu. Fokus optičkog sočiva je fiksan, dok se fokus elektronskog sočiva može podesiti, tako da elektronski mikroskop nema sistem pokretnih sočiva kao optički mikroskop.
Vakumska jedinica: Vakuumska jedinica se koristi da osigura vakuum unutar mikroskopa tako da se elektroni ne apsorbuju ili odbijaju na svom putu.
Držač uzorka: Uzorak se može stabilizirati u držaču uzorka. Osim toga, često postoje uređaji koji se mogu koristiti za promjenu uzorka (npr. pomicanje, rotiranje, zagrijavanje, hlađenje, rastezanje, itd.).
Detektor: Koristi se za prikupljanje signala ili sekundarnih signala od elektrona. Tipovi koriste transmisijsku elektronsku mikroskopiju
Mikroskopom (TransmissionElectronMicroscopyTEM) moguće je dobiti direktnu projekciju uzorka. Kod ovog tipa mikroskopa elektroni prolaze kroz uzorak, tako da uzorak mora biti vrlo tanak. Atomska težina atoma koji čine uzorak, napon pri kojem se elektroni ubrzavaju i željena rezolucija određuju debljinu uzorka. Debljina uzorka može varirati od nekoliko nanometara do nekoliko mikrona. Što je veća atomska težina i niži napon, uzorak mora biti tanji.
Promenom sistema sočiva sočiva objektiva može se direktno uvećati slika u fokusnoj tački sočiva objektiva. Ovo omogućava dobijanje slike difrakcije elektrona.
difrakciona slika. Koristeći ovu sliku, može se analizirati kristalna struktura uzorka.
U elektronskoj mikroskopiji sa filtriranjem energije (EFTEM) mjeri se promjenu brzine elektrona dok prolaze kroz uzorak. Iz ovoga je moguće zaključiti hemijski sastav uzorka, kao što je distribucija hemijskih elemenata unutar uzorka.
