Elektronmikroskoopiakasutab signaale, mis tekivad elektronkiire ja proovi vastastikmõjul, et saada teavet struktuuri, morfoloogia ja koostise kohta.
Elektronpüstolid toodavad elektrone.
Kaks kondensaatorite komplekti fokuseerivad elektronkiire proovile, kus see fokuseeritakse õhukeseks kiireks.
Elektronide liigutamiseks kolonnis allapoole rakendatakse volframhõõgniidi ja anoodi vahele kiirenduspinget (tavaliselt vahemikus 100 kV-1000 kV).
Uuritavad proovid on väga õhukesed, valgusmikroskoobist vähemalt 200 korda õhemad. Lõika proovihoidjale asetatud üliõhukesed lõigud suurusega 20-100 nm.
Proovi läbib elektronkiir ja elektronid hajuvad sõltuvalt proovi erinevate osade paksusest või murdumisnäitajast.
Tihedad alad proovis hajutavad rohkem elektrone ja paistavad seetõttu pildil tumedamad, kuna seda ekraani piirkonda tabab vähem elektrone. Seevastu läbipaistvad alad on heledamad.
Proovist väljuv elektronkiir jõuab objektiivi, millel on suur võimsus ja mis moodustab vahepealse suurendatud kujutise.
Seejärel loob okulaar lõpliku, täiendavalt suurendatud kujutise.
