El microscopio electrónico de transmisión es un instrumento óptico electrónico de alta resolución y gran aumento que utiliza un haz de electrones con una longitud de onda extremadamente corta como fuente de iluminación y utiliza una lente electromagnética para enfocar la imagen. La microscopía electrónica de transmisión proyecta un haz de electrones acelerado y concentrado sobre una muestra muy delgada (escama < 100 nm, partícula < 2 um). Los electrones chocan con los átomos de la muestra y cambian de dirección, lo que da como resultado una dispersión en ángulo sólido. La diferencia de luz y sombra de la imagen (negro, blanco y gris) está relacionada con el número atómico, la densidad electrónica, el espesor, etc. de la muestra. El método de obtención de imágenes es similar al de un microscopio óptico, excepto que se utilizan electrones en lugar de fotones, se utiliza una lente electromagnética en lugar de una lente de vidrio y la imagen magnificada del electrón se muestra en una pantalla fluorescente.
Los microscopios electrónicos de transmisión se clasifican según el voltaje de aceleración y generalmente se pueden dividir en microscopios electrónicos convencionales (100 kV), microscopios electrónicos de alto voltaje (300 kV) y microscopios electrónicos de voltaje ultra alto (por encima de 500 kV). Aumentar el voltaje de aceleración puede aumentar la energía de los electrones incidentes, lo que, por un lado, es beneficioso para mejorar la resolución del microscopio electrónico y, al mismo tiempo, también puede mejorar la capacidad de penetración de la muestra;