Transmisyon elektron mikroskobu (TEM), elektron ışınlarının çok ince kesitli numunelerden geçtiği bir görüntüleme teknolojisidir. Elektronlar örnek boyunca iletilip yapısıyla etkileşime girdikçe, bir görüntü filmi veya bir flüoresan ekran gibi bir görüntüleme ortamına büyütülen ve odaklanan veya özel bir CCD kamera tarafından yakalanan bir görüntü çözünür. Transmisyon elektron mikroskobunda kullanılan elektronlar çok küçük bir dalga boyuna sahip olduklarından, TEM'ler ışık ışınlarına bağlı olan geleneksel optik mikroskoplardan çok daha yüksek çözünürlüklerde görüntüleyebilir. Yüksek çözme güçlerinden dolayı TEM'ler viroloji, kanser araştırması, materyallerin araştırılması ve mikroelektronik araştırma ve geliştirme alanlarında önemli bir rol oynamaktadır.
İlk TEM prototipi 1931'de yapıldı ve 1933'te, test örneği olarak pamuk liflerinin görüntüleri kullanılarak ışıktan daha büyük bir çözünürlüğe sahip bir ünite gösterildi. Önümüzdeki birkaç on yıl boyunca, transmisyon elektron mikroskobunun görüntüleme yetenekleri incelendi ve teknolojinin biyolojik örneklerin çalışmasında faydalı olmasını sağladı. İlk elektron mikroskobunun 1939’da Almanya’da piyasaya sürülmesinin ardından, II. Dünya Savaşı’nda, bir laboratuvarın bombalandığı ve iki araştırmacının öldüğü yeni gelişmeler gecikti. Savaşın ardından 100k büyütme ile ilk elektron mikroskobu tanıtıldı. Temel çok aşamalı tasarımı, modern transmisyon elektron mikroskobunda hala bulunabilir.
TEM teknolojisi olgunlaştıkça, ilgili bir teknoloji olan taramalı transmisyon elektron mikroskobu (STEM) 1970'lerde rafine edildi. Alan emisyon tabancasının geliştirilmesi ve objektif lensin iyileştirilmesi, STEM'ler kullanılarak atomların görüntülenmesine izin verdi. STEM teknolojisinin gelişiminin büyük bir kısmı, transmisyon elektron mikroskopisindeki gelişmelerden kaynaklanmıştır.
TEM'ler genellikle üç mercekleme aşaması içerir: yoğunlaştırıcı mercek, objektif mercek ve projektör merceği. Birincil elektron ışını, yoğunlaştırma merceği tarafından oluşturulurken, nesnel mercek, numuneden geçen ışını odaklar. Çıkıntılı lens ışını genişletir ve onu bir elektronik ekran veya film tabakası gibi görüntüleme cihazına yansıtır. Kiriş bozulmalarını düzeltmek için diğer özel lensler kullanılır. Enerji filtrelemesi, bir lensin spektrumun tüm renklerini aynı yakınsama noktasında odaklayamama nedeniyle oluşan bir bozulma şekli olan renk sapmasını düzeltmek için de kullanılır.
Çeşitli transmisyon elektron mikroskopi sistemleri, spesifik tasarımlarında farklılık gösterse de, ortak olarak birçok bileşene ve aşamaya sahiptir. Bunlardan ilki, elektron akışını üreten ve operatörün ışını yönlendirebileceği elektrostatik plakalar ve lensler içeren bir vakum sistemidir. Örnek aşama, incelenecek nesneyi akışa sokmaya izin veren hava kilitleri içerir. Bu aşamadaki mekanizmalar, numuneyi en iyi görünüm için konumlandırmaya izin verir. TEM yoluyla elektron akımını "pompalamak" için bir elektron tabancası kullanılır. Son olarak, optik merceğe benzer şekilde hareket eden bir elektron merceği nesne düzlemini çoğaltır.
