掃描電子顯微鏡(SEM)是一種介于透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間的一種觀察手段。其利用聚焦的很窄的高能電子束來掃描樣品，通過光束與物質間的相互作用，來激發各種物理信息，對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質微觀形貌表征的目的。新式的掃描電子顯微鏡的分辨率可以達到1nm；放大倍數可以達到30萬倍及以上連續可調；并且景深大，視野大，成像立體效果好。此外，掃描電子顯微鏡和其他分析儀器相結合，可以做到觀察微觀形貌的同時進行物質微區成分分析。掃描電子顯微鏡在巖土、石墨、陶瓷及納米材料等的研究上有廣泛應用。因此掃描電子顯微鏡在科學研究領域具有重大作用。
掃描電子顯微鏡基本的功能是對各種固體樣品表面進行高分辨形貌觀察。大景深圖像是掃描電鏡觀察的特色，例如：生物學，植物學，地質學，冶金學等等。觀察可以是一個樣品的表面，也可以是一個切開的面，或是一個斷面。冶金學家直接看到原始的或磨損的表面。可以很方便地研究氧化物表面，晶體的生長或腐蝕的缺陷。它一方面可更直接地檢查紙，紡織品，自然的或制備過的木頭的細微結構，生物學家可用它研究小的易碎樣品的結構。例如：花粉顆粒，硅藻和昆蟲。另一方面，它可以拍出與樣品表面相應的立體感強的照片。
掃描電子顯微鏡用途：
三維形貌的觀察和分析；在觀察形貌的同時，進行微區的成分分析。
觀察納米材料。所謂納米材料就是指組成材料的顆粒或微晶尺寸在0.1～100 nm范圍內，在保持表面潔凈的條件下加壓成型而得到的固體材料。
進行材料斷口的分析。掃描電子顯微鏡的另一個重要特點是景深大，圖象富有立體感。掃描電子顯微鏡的焦深比透射電子顯微鏡大10倍，比光學顯微鏡大幾百倍。
觀察厚試樣。其在觀察厚試樣時，能得到高的分辨率和真實的形貌。掃描電子顯微的分辨率介于光學顯微鏡和透射電子顯微鏡之間。
進行從高倍到低倍的連續觀察。放大倍數的可變范圍很寬，且不用經常對焦。掃描電子顯微鏡的放大倍數范圍很寬(從5到20萬倍連續可調)，且一次聚焦好后即可從高倍到低倍，從低倍到高倍連續觀察，不用重新聚焦，這對進行事故分析方便。
