โพรบอะตอมเป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีความสามารถในการกำหนดความละเอียดของการดูและวิเคราะห์วัตถุขนาดอะตอม โดยเฉพาะการใช้โพรบอะตอมในด้านวัสดุศาสตร์ซึ่งเป็นระเบียบวินัยที่ใช้คุณสมบัติต่าง ๆ ของสสารกับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ และอุตสาหกรรมวิศวกรรม อุปกรณ์ดังกล่าวช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบโครงสร้างโมเลกุลในระดับอะตอมและตรวจสอบคุณสมบัติขนาดใหญ่ของวัสดุ ฟิสิกส์ประยุกต์เคมีนาโนศาสตร์และวิศวกรรมนิติเวชล้วนใช้เครื่องมือในการระบุลักษณะของส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการวิจัย
หนึ่งในแง่มุมที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์โพรบอะตอมคือการใช้เทคโนโลยีสเปคโทรส - เวลา - เที่ยวบิน เทคนิคนี้วัดกรอบเวลาที่ใช้อะตอมหรือวัตถุอื่น ๆ ในการเดินทางผ่านสื่อบางอย่าง นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับเหตุการณ์พลังงานต่าง ๆ เช่นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วัตถุประสงค์คือเพื่อกำหนดความเร็วหรือความยาวของเส้นทางและกำหนดอัตราการไหลของอนุภาคหรือปรากฏการณ์อื่น ๆ โดยทั่วไปสนามไฟฟ้าถูกใช้เพื่อเร่งไอออนในตัวกลางซึ่งสามารถวัดพลังงานจลน์และใช้เพื่อค้นหาความเร็ว
กล้องจุลทรรศน์อิเล็คทรอนิคส์ภาคสนามยังใช้ในการสอบสวนอะตอมเป็นเทคนิคสำหรับการวิเคราะห์ สิ่งนี้จะระบุภาพและองค์ประกอบของอะตอมภายในพื้นผิวของปลายโลหะแหลมคมของวัตถุ รัศมีจะต้องน้อยกว่า 50 นาโนเมตรและวางไว้ในห้องสูญญากาศที่มีความดันต่ำมาก แนะนำให้ใช้แก๊สถ่ายภาพเช่นฮีเลียมหรือนีออนในขณะที่มีอุณหภูมิคงที่ หลังจากเริ่มต้นสนามไฟฟ้าไอออนจะมีประจุบวกและขยายองค์ประกอบของส่วนปลาย
หนึ่งในรูปแบบที่ทันสมัยที่สุดของเทคโนโลยีนี้คือการตรวจเอกซเรย์ของโพรบ เครื่องตรวจจับตำแหน่งที่ใช้ในกระบวนการสร้างภาพสามมิติ การปรับปรุงเทคนิคนี้โดยใช้เลเซอร์พัลส์สามารถใช้เพื่อดูส่วนประกอบของวัสดุอื่นนอกเหนือจากโลหะ วัสดุสารกึ่งตัวนำบางชนิดเช่นซิลิกอนหรือวัสดุฉนวนอื่น ๆ สามารถวิเคราะห์ได้โดยใช้วิธีการของเทคโนโลยีโพรบของโพรบ
โพรบอะตอมได้รับการออกแบบโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเป็นหลักเออร์วินวิลเฮล์มมุลเลอร์ในปี 1967 นักวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมเช่น JA Panitz และ S. Brooks McLane ขยายแนวคิดในเวลานั้น อย่างไรก็ตามมันไม่เป็นเช่นนั้นจนกระทั่งการทำการตลาดของเครื่องตรวจจับอะตอมของพัลส์เลเซอร์ในปี 2005 นั้นเทคโนโลยีได้กลายเป็นที่แพร่หลายอย่างมากในสาขาวัสดุศาสตร์
