扫描电镜是一个复杂的系统，浓缩了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术。扫描电镜的基本工作过程用电子束在样品表面扫描，同时阴极射线管内的电子束与样品表面的电子束同步扫描，将电子束在样品上激发的各种信号用探测器接收，并用它来调制显像管中扫描电子束的强度，在阴极射线管的屏幕上就得到了相应衬度的扫描电子显微像。电子束在样品表面扫描，与样品发生各种不同的相互作用，产生不同信号，获得的相应的显微像的意义也不一样。
这些信息的二维强度分布随试样表面的特征而变（这些特征有表面形貌、成分、晶体取向、电磁特性等），是将各种探测器收集到的信息按顺序、成比率地转换成视频信号，再传送到同步扫描的显像管并调制其亮度，就可以得到一个反应试样表面状况的扫描图如果将探测器接收到的信号进行数字化处理即转变成数字信号，就可以由计算机做进一步的处理和存储扫描电镜主要是针对具有高低差较大、粗糙不平的厚块试样进行观察，因而在设计上突出了景深效果，一般用来分析断口以及未经人工处理的自然表面。
扫描电镜样品信息和电子束的关系：
电子束轰击固体样品，在其表面或内部发生散射时，各种散射信号被相应探测器采集后，可直接或间接体现固体样品在微观区域*的物理化学信息，如透射电子，二次电子，背散射电子，特征X射线，俄歇电子，阴极荧光，等离子激发，电声等。微观物理化学结构特征决定材料宏观性能，对其开展准确分析意义重大。扫描电镜的发明，推动材料科技发展。
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