حال نحوه ی عملکرد اجزا این میکروسکوپ را مورد بررسی قرار می دهیم. تفنگ الکترونی منبع پایداری از الکترون است و پرتو الکترون را ساطع می کند و به لنز های الکترو مغناطیسی می رسندکه  تحت شرایط خلا کار می کنند و از دو سیم پیچ تشکیل شده که با ایجاد میدان مغناطیسی  سبب تغییر جهت و یا تمرکز  پرتو ورودی می گردد.  پس از اینکه پرتویی با قطر و موازات مناسب تولید گردید به روبش می رسیم. منظور از مرحله روبش کج شدن و زاویه گرفتن پرتو از لنزهاست و سپس به نمونه برخورد کرده و با حرکت پرتو الکترونی  روبش سطح  انجام می گیرد . واکنش متقابل پرتوی الکترونی و ماده رخ می‌دهد که موجب گسیل پرتوهای خاصی می‌گردد پرتوهای ساطع شده از نمونه توسط آشکار ساز جمع آوری و تقویت می گردد از جمله آشکارسازهای به کار رفته در این میکروسکوپ می توان به آشکار ساز رابینسون، نیمه هادی و……اشاره کرد. پس از جمع‌آوری پرتوهای نشر شده از نمونه توسط آشکارسازها، نوبت به تشکیل تصویر می‌رسد. این کار وظیفه سیستم تصویرسازی است. علت اصلی نیاز به برقراری خلأ در سیستم‌های الکترونی و به خصوص میکروسکوپ‌های الکترونی این است که الکترون‌ها در محیط‌های گازی به شدت پراکنده می‌شوند، شدت پراکنده شدن الکترون‌ها در محیط‌های تحت خلا نامناسب باعث کاهش قدرت تفکیک  و عدم وضوح تصویرمی شود. این شرایط توسط سیستم خلا مهیا می شود.

ویژگی نمونه:

 نمونه مورد مطالعه در SEM، مانند تمامی روش‌های میکروسکوپی دیگر باید ویژگی‌هایی داشته باشد که مهم‌ترین آن‌ها ابعاد محدود، سخت بودن و رسانا بودن نمونه است.

مزایا و محدودیت های این دستگاه:

از آنجایی که طول موج الکترون می تواند بسیار کوتاه باشد، پس در میکروسکوپ های الکترونی می توان به بزرگنمائی بسیار بالا دست یافت. قدرت تفکیک بالا، عمق میدان، تصویر برداری سه بعدی، سریع بودن کار با دستگاه، آماده سازی سریع نمونه از جمله مزایای این میکروسکوپ می باشد. سیاه و سفید بودن تصویر، گران بودن دستگاه، نیازبه خلا بالا محدودیت های این دستگاه است. در زیر تصویری که توسط یک میکروسکوپ الکترونی تهیه شده است را مشاهده می کنید.