Hovedkomponentene i et elektronmikroskop er:
Elektronkilde: en katode som frigjør frie elektroner og en ringformet anode som akselererer elektronene. Spenningsforskjellen mellom katoden og anoden må være svært høy, typisk mellom noen få tusen og 3 millioner volt.
Elektron: brukes til å fokusere elektronene. Vanligvis brukes en magnetisk linse, noen ganger brukes en elektrostatisk linse. En elektronlinse virker på samme måte som en optisk linse i et optisk mikroskop. Fokuset til den optiske linsen er fast, mens fokuset til elektronlinsen kan justeres, slik at elektronmikroskopet ikke har et bevegelig linsesystem som det optiske mikroskopet.
Vakuumenhet: Vakuumenheten brukes til å sikre et vakuum inne i mikroskopet slik at elektroner ikke absorberes eller avbøyes i deres vei.
Prøveholder: Prøven kan stabiliseres i prøveholderen. I tillegg er det ofte enheter som kan brukes til å endre prøven (f.eks. flytte, rotere, varme, avkjøle, strekke, etc.).
Detektor: Brukes til å samle inn signaler eller sekundære signaler fra elektroner. Typer bruker transmisjonselektronmikroskopi
Mikroskop (TransmissionElectronMicroscopyTEM) er det mulig å få en direkte projeksjon av en prøve. I denne typen mikroskop passerer elektroner gjennom prøven, så prøven må være veldig tynn. Atomvekten til atomene som utgjør prøven, spenningen som elektronene akselereres med, og ønsket oppløsning bestemmer tykkelsen på prøven. Tykkelsen på prøven kan variere fra noen få nanometer til noen få mikron. Jo høyere atomvekt og jo lavere spenning, jo tynnere må prøven være.
Ved å endre linsesystemet til objektivlinsen kan man direkte forstørre bildet ved fokuspunktet til objektivlinsen. Dette gjør at man kan få et elektrondiffraksjonsbilde.
diffraksjonsbilde. Ved å bruke dette bildet kan krystallstrukturen til prøven analyseres.
I Energy Filtered Transmission Electron Microscopy (EFTEM) måler man endringen i hastigheten til elektronene når de passerer gjennom prøven. Fra dette er det mulig å utlede den kjemiske sammensetningen av prøven, for eksempel fordelingen av kjemiske elementer i prøven.
