蔡司掃描電子顯微鏡對于材料科學(xué)、電子、地質(zhì)、物理、化工、農(nóng)醫(yī)、公安、食品和輕工等領(lǐng)域的科學(xué)研究，人們總是關(guān)心微觀形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成與宏觀物理或化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系。光學(xué)顯微系統(tǒng)已難以滿足需要。電子顯微系統(tǒng)的出現(xiàn)，使分辨率提高到納米領(lǐng)域，并具有多功能的綜合分析能力，為微觀領(lǐng)域的深入研究提供了強(qiáng)有力的手段。
蔡司掃描電子顯微鏡是一種把經(jīng)加速和聚集的電子束透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、厚度等相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，影像在放大、聚焦后在成像器件(如熒光屏，膠片以及感光耦合組件)上顯示出來的顯微鏡。
蔡司掃描電子顯微鏡的工作原理是：透射電鏡和光學(xué)顯微鏡的各透鏡及光路圖基本一致，都是光源經(jīng)過聚光鏡會聚之后照到樣品，光束透過樣品后進(jìn)入物鏡，由物鏡會聚成像，之后物鏡所成的一次放大像在光鏡中再由物鏡二次放大后進(jìn)入觀察者的眼睛，而在電鏡中則是由中間鏡和投影鏡再進(jìn)行兩次接力放大后最終在熒光屏上形成投影供觀察者觀察。電鏡物鏡成像光路圖也和光學(xué)凸透鏡放大光路圖一致。
蔡司掃描電子顯微鏡具有分辨率高、可與其他技術(shù)聯(lián)用的優(yōu)點(diǎn)。材料的微觀結(jié)構(gòu)對材料的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等物理化學(xué)性質(zhì)起著決定性作用。透射電鏡作為材料表征的重要手段，不僅可以用衍射模式來研究晶體的結(jié)構(gòu)，還可以在成像模式下得到實(shí)空間的高分辨像，即對材料中的原子進(jìn)行直接成像，直接觀察材料的微觀結(jié)構(gòu)。在化學(xué)領(lǐng)域，原位透射電鏡因其超高的空間分辨率為原位觀察氣相、液相化學(xué)反應(yīng)提供了一種重要的方法。利用原位透射電子顯微鏡進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理和納米材料的轉(zhuǎn)變過程，以期望從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)理解、調(diào)控和設(shè)計(jì)材料的合成。
