透射電子顯微鏡是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，影像將在放大、聚焦后在成像器件（如熒光屏、膠片、以及感光耦合組件）上顯示出來(lái)。
目前，透射電子顯微鏡有幾個(gè)重要的發(fā)展方向。，分辨率的提升。分辨率一直是透射電鏡發(fā)展的目標(biāo)和方向，發(fā)展新一代單色器和球差校正器，進(jìn)一步提高透射電鏡的能量分辨率和空間分辨率，尤其是對(duì)低壓電鏡。第二，發(fā)展原位透射電鏡技術(shù)。原位透射電鏡在材料合成、化學(xué)催化、生命科學(xué)和能源材料領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，可以通過(guò)在原子尺度下實(shí)時(shí)觀察和控制氣相反應(yīng)和液相反應(yīng)的進(jìn)行，從而研究反應(yīng)的本質(zhì)機(jī)理等科學(xué)問(wèn)題。第三，更加廣泛的應(yīng)用在生物大分子結(jié)構(gòu)研究中。冷凍電鏡在生物大分子結(jié)構(gòu)研究中的廣泛應(yīng)用，將推動(dòng)冷凍電鏡技術(shù)的不斷發(fā)展。冷凍電鏡在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到重視，成為連接生物大分子和細(xì)胞的紐帶和橋梁。
隨著電子顯微學(xué)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，透射電子顯微鏡的分辨率已經(jīng)達(dá)到了亞埃量級(jí)，電子顯微鏡已經(jīng)成為材料學(xué)領(lǐng)域*的表征手段。從透射電子顯微鏡的誕生到今天的八十多年來(lái)，人們借助透射電鏡解決了很多科學(xué)難題。透射電子顯微鏡也在不斷發(fā)展進(jìn)步，功能日益全面，性能日益改善。