透射电子显微镜（TEM）是一种利用电子束与样品相互作用来获取图像的高分辨率显微镜。其成像原理可以通过以下方式进行重新表述：

TEM通常采用两种电子束模式：一种是电子束沿与光轴平行的方向传播，类似于手电筒发出的光线；另一种是电子束在光轴上的某一点聚焦，类似于激光器的聚焦效果。这两种模式下的电子束与样品相互作用，产生图像。

在TEM中，平行电子束模式可以想象为一束均匀分布的光线，直接照射在样品上，而聚焦电子束模式则像是一束集中的光线，能够在样品的特定点形成高亮度的焦点。这两种模式的选择取决于所需的成像分辨率和样品特性。通过调整电子束的特性，TEM能够揭示样品的微观结构和组成，广泛应用于材料科学、生物学和纳米技术等领域。

• 样品足够薄（弱相位近似），厚度小于10 nm；
  
• 样品在铜网上须稳定牢固，使其能经受电子束的轰击，防止装卸过程中因机械振动而损伤。
  
  

汇聚光（STEM）方式成像与平行光电子束不同，它是用聚集电子束对试样进行逐点扫描来实现的，如果需要直接体现试样原子信息或者EDS-Line Scan,EDS-Mapping和STEM-EELS浓度较低的成分分析时，可以选择STEM方式进行成像。

STEM模式下最常用的是HAADF-STEM像，像的强度正比于原子序数Z的平方，Z越大像越亮。测试过程中利用HAADF探头采集样品信息，可以收集得到样品的原子和成分信息。STEM模式也可以进行汇聚束衍射(Convergent beam electron diffraction, CBED)、BF-STEM(Bright field image)、ADF-STEM(Annular dark field image)等成像拍摄。

除了上述常见功能之外，伴随着技术的进步，在TEM的基本功能和结构基础上进行了不同的研制和改造，从而使TEM前线应用有了开拓和发展。如3D-tomography技术原位探讨了物质在光学，电学，磁学，力学和温度等物理场和气/液状态下的变化，及观测软物质材料，不耐电子束照射破坏材料较多原子信息，如iDPC-STEM技术。