มีกล้องจุลทรรศน์การสแกนหลายประเภทรวมถึงกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนกล้องจุลทรรศน์การขุดอุโมงค์และกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม โดยทั่วไปแล้วกล้องจุลทรรศน์การสแกนประกอบด้วยหัววัดหรือลำอิเล็กตรอนที่สแกนพื้นผิวของตัวอย่าง การทำงานร่วมกันระหว่างกล้องจุลทรรศน์การสแกนและตัวอย่างทำให้เกิดข้อมูลที่วัดได้เช่นการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าการเบี่ยงเบนของหัววัดหรือการผลิตอิเล็กตรอนทุติยภูมิ ข้อมูลนี้ใช้เพื่อสร้างภาพพื้นผิวของตัวอย่างในระดับอะตอม
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดเป็นหนึ่งในหลาย ๆ ชนิดของกล้องจุลทรรศน์การสแกนที่ใช้ในการสร้างภาพตัวอย่าง กล้องจุลทรรศน์ตรวจจับสัญญาณที่เกิดจากการทำงานร่วมกันของลำอิเล็กตรอนกับอะตอมบนพื้นผิวของตัวอย่าง สัญญาณหลายประเภทมักจะผลิตรวมถึงแสงรังสีเอกซ์และอิเล็กตรอน
มีอิเล็กตรอนหลายชนิดที่สามารถวัดได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์นี้รวมถึงอิเล็กตรอนที่ถูกส่งกลับอิเล็กตรอนที่กระจัดกระจายและอิเล็กตรอนทุติยภูมิ โดยทั่วไปแล้วกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดจะมีเครื่องตรวจจับอิเล็กตรอนทุติยภูมิซึ่งเป็นอิเล็กตรอนที่หลุดออกจากแหล่งกำเนิดรังสีหลักคือลำอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนที่สองให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างทางกายภาพของพื้นผิวในระดับอะตอม โดยทั่วไปแล้วกล้องจุลทรรศน์จะถ่ายภาพพื้นที่ขนาด 1-5 นาโนเมตร
กล้องจุลทรรศน์การสแกนที่ใช้หัววัดเช่นกล้องจุลทรรศน์การสแกนอุโมงค์จะให้ภาพที่มีความละเอียดสูงกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์ในการสแกนนั้นมีปลายตัวนำที่อยู่ใกล้กับตัวอย่างมาก ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างทิปนำไฟฟ้าและตัวอย่างทำให้อิเล็กตรอนไปยังอุโมงค์จากตัวอย่างถึงปลาย
เมื่ออิเล็กตรอนผ่านไปกระแสของอุโมงค์จะถูกสร้างและวัด เมื่อย้ายทิปการดำเนินการการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันจะสะท้อนความแตกต่างของความสูงหรือความหนาแน่นบนพื้นผิวของตัวอย่าง ด้วยข้อมูลนี้ภาพของพื้นผิวในระดับอะตอมจึงถูกสร้างขึ้น
กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมเป็นอีกหนึ่งกล้องจุลทรรศน์สแกนที่มีการสอบสวน ประกอบด้วยคานเท้าแขนและปลายแหลมที่อยู่ใกล้พื้นผิวของตัวอย่าง ในขณะที่ปลายเข้าใกล้ตัวอย่างแรงระหว่างปลายและตัวอย่างทำให้เกิดคานเพื่อเบี่ยงเบน โดยทั่วไปแล้วแรงรวมถึงแรงสัมผัสทางกลแรงแวนเดอร์วาลส์และแรงไฟฟ้าสถิต
โดยทั่วไปแล้วการเบี่ยงเบนของคานเท้าจะถูกวัดโดยใช้เลเซอร์ที่มุ่งเน้นไปที่พื้นผิวด้านบนของคาน การโก่งตัวจะเผยให้เห็นรูปร่างทางกายภาพของพื้นผิว ณ จุดใดจุดหนึ่ง ทั้งตัวอย่างและโพรบถูกย้ายเพื่อสแกนพื้นผิวทั้งหมด ภาพถูกสร้างขึ้นจากข้อมูลที่ได้รับจากเลเซอร์
