掃描電子顯微鏡是一種多功能的儀器，具有很多優越的性能，是用途最為廣泛的一種儀器，它可以進行如下基本分析：
(1)三維形貌的觀察和分析；
(2)在觀察形貌的同時，進行微區的成分分析。
a、觀察納米材料。所謂納米材料就是指組成材料的顆粒或微晶尺寸在0.1～100 nm范圍內，在保持表面潔凈的條件下加壓成型而得到的固體材料。納米材料具有許多與晶態、非晶態不同的、獨特的物理化學性質。納米材料有著廣闊的發展前景，將成為未來材料研究的重點方向。掃描電子顯微鏡的一個重要特點就是具有很高的分辨率，現已廣泛用于觀察納米材料。
b、進行材料斷口的分析。掃描電子顯微鏡的另一個重要特點是景深大，圖象富有立體感。掃描電子顯微鏡的焦深比透射電子顯微鏡大10倍，比光學顯微鏡大幾百倍。由于圖象景深大，故所得掃描電子象富有立體感，具有三維形態，能夠提供比其他顯微鏡多得多的信息，這個特點對使用者很有價值。掃描電子顯微鏡所顯示的斷口形貌從深層次、高景深的角度呈現材料斷裂的本質，在教學、科研和生產中，有不可替代的作用，在材料斷裂原因的分析、事故原因的分析以及工藝合理性的判定等方面是一個強有力的手段。
c、直接觀察大試樣的原始表面。它能夠直接觀察直徑100 mm，高50 mm，或更大尺寸的試樣，對試樣的形狀沒有任何限制，粗糙的表面也能觀察，這便免除了制備樣品的麻煩，而且能真實觀察試樣本身物質成分不同的襯度（背反射電子象）。 [8]
d、觀察厚試樣。其在觀察厚試樣時，能得到高的分辨率和最真實的形貌。掃描電子顯微的分辨率介于光學顯微鏡和透射電子顯微鏡之間。但在對厚塊試樣的觀察進行比較時，因為在透射電子顯微鏡中還要采用復膜方法，而復膜的分辨率通常只能達到10 nm，且觀察的不是試樣本身，因此，用掃描電子顯微鏡觀察厚塊試樣更有利，更能得到真實的試樣表面資料。
e、觀察試樣的各個區域的細節。試樣在樣品室中可動的范圍非常大。其他方式顯微鏡的工作距離通常只有2～3cm，故實際上只許可試樣在兩度空間內運動。但在掃描電子顯微鏡中則不同，由于工作距離大（可大于20 mm），焦深大（比透射電子顯微鏡大10倍），樣品室的空間也大，因此，可以讓試樣在三度空間內有6個自由度運動（即三度空間平移，三度空間旋轉），且可動范圍大，這對觀察不規則形狀試樣的各個區域細節帶來極大的方便。
f、在大視場、低放大倍數下觀察樣品。用掃描電子顯微鏡觀察試樣的視場大。在掃描電子顯微鏡中，能同時觀察試樣的視場范圍F由下式來確定：F=L/M
式中F——視場范圍；
M——觀察時的放大倍數；
L——顯象管的熒光屏尺寸。
若掃描電鏡采用30 cm（12英寸）的顯象管，放大倍數15倍時，其視場范圍可達20 mm。大視場、低倍數觀察樣品的形貌對有些領域是很必要的，如刑事偵察和考古。
g、進行從高倍到低倍的連續觀察。放大倍數的可變范圍很寬，且不用經常對焦。掃描電子顯微鏡的放大倍數范圍很寬（從5到20萬倍連續可調），且一次聚焦好后即可從高倍到低倍，從低倍到高倍連續觀察，不用重新聚焦，這對進行事故分析特別方便。 [8]
h、觀察生物試樣。因電子照射而發生試樣的損傷和污染程度很小。同其他方式的電子顯微鏡比較，因為觀察時所用的電子探針電流小（一般約為10 -10～10 -12A）電子探針的束斑尺寸小（通常是5 nm到幾十納米），電子探針的能量也比較小（加速電壓可以小到2 kV），而且不是固定一點照射試樣，而是以光柵狀掃描方式照射試樣，因此，由于電子照射而發生試樣的損傷和污染程度很小，這一點對觀察一些生物試樣特別重要。
i、進行動態觀察。在掃描電子顯微鏡中，成象的信息主要是電子信息。根據近代的電子工業技術水平，即使高速變化的電子信息，也能毫不困難的及時接收、處理和儲存，故可進行一些動態過程的觀察。如果在樣品室內裝有加熱、冷卻、彎曲、拉伸和離子刻蝕等附件，則可以通過電視裝置，觀察相變、斷裂等動態的變化過程。
j、從試樣表面形貌獲得多方面資料。在掃描電子顯微鏡中，不僅可以利用入射電子和試樣相互作用產生各種信息來成象，而且可以通過信號處理方法，獲得多種圖象的特殊顯示方法，還可以從試樣的表面形貌獲得多方面資料。因為掃描電子象不是同時記錄的，它是分解為近百萬個逐次依此記錄構成的，因而使得掃描電子顯微鏡除了觀察表面形貌外，還能進行成分和元素的分析，以及通過電子通道花樣進行結晶學分析，選區尺寸可以從10μm到2μm。
由于掃描電子顯微鏡具有上述特點和功能，所以越來越受到科研人員的重視，用途日益廣泛。掃描電子顯微鏡已廣泛用于材料科學（金屬材料、非金屬材料、納米材料）、冶金、生物學、醫學、半導體材料與器件、地質勘探、病蟲害的防治、災害（火災、失效分析）鑒定、刑事偵察、寶石鑒定、工業生產中的產品質量鑒定及生產工藝控制等。
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