주사전자현미경은 전자선이 시료면 위를 주사(scanning)할 때 시료에서 발생되는 여러 가지 신호 중 그 발생확률이 가장 많은 이차전자(secondary electron) 또는 반사전자(back scattered electron)를 검출하는 것으로 대상 시료를 관찰한다.관찰시료는 높은 진공상태에서 그 표면의 전계 및 자계에서 섞인 전자선으로 주사한다. 주사는 직선적이지만 주사축을 순차적으로 틀어 가면서 시표 표면 전체의 정보를 얻을 수 있다.주사전자현미경에서는 주로 시료 표면의 정보를 얻을 수 있고 시료의 두께, 크기 및 준비에 크게 제한을 받지 않는다. 주사전자현미경은 광학현미경에 비해 집점심도가 2배 이상 깊고, 또한 광범위하게 집점이 맞은 입체상을 얻는 것이 가능하다. 관찰시료의 외형을 파악하기 쉽고 한편, 대상의 내부에 관한 정보는 얻어지지 않기 때문에 TEM등의 수단에 종속하게 된다. 관찰물을 동결파단법 등으로 처리해봐 어느 정도 내부관찰도 가능하기는 하다.