SEM扫描电镜主要由电子光学系统组成

　　SEM扫描电镜是利用电子束代替可见光作为探针，利用电磁透镜代替光学透镜聚集和控制电子束，聚集电子束在样品上扫描，激发某种物理信号来调制一个同步扫描的显像管在相应位置的亮度而成像。SEM的电子枪发出的电子束经过栅极静电聚焦成点光源，然后在加速电压的作用下经过光学电子系统汇聚成直径几纳米的电子束聚焦到样品的表面，在末级透镜上扫描线圈的作用下，电子束在样品的表面扫描。

　　由于高能电子束与试样物质发生相互作用产生各种信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等，经接收器、放大器输送到显像管的栅极上调制显像管的亮度。由于样品表面的形貌及元素组成不同，在电子束的轰击下能发出强度不等的信号，通过解析便能得到样品表面的形貌不同元素的分布情况。扫描电镜的分辨率大概在几纳米，拥有较大的景深。

　　SEM扫描电镜主要由电子光学系统、信号收集及显示系统、真空系统及电源系统组成。电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室等。电子枪主要是提供高质量的电子源，一般有钨灯丝、六硼化铺灯丝和场发射电子枪几类。电磁透镜主要是把电子枪的束斑缩小，由几十微米缩小成数纳米。扫描线圈主要用来提供入射电子束在样品表面上以及阴极射线管内的电子束在荧光屏上的同步扫描信号。样品台要能三维移动和一定角度的倾斜和旋转。整个电子光学系统都要保持在起高真空条件下。信号收集及显示系统主要是检测样品在入射电子作用下产生的物理信号，然后经视频放大作为显像系统的调制信号，大致可分为：电子检测器、阴极荧光检测器和X射线检测器三类。