1、掃描電鏡追求固體物質高分辨的形貌，形態圖像(二次電子探測器SEI)-形貌分析(表面幾何形態，形狀，尺寸)
2、顯示化學成分的空間變化，基于化學成分的相鑒定---化學成分像分布，微區化學成分分析
1)用x射線能譜儀或波譜(EDSorWDS)采集特征x射線信號，生成與樣品形貌相對應的，元素面分布圖或者進行定點化學成分定性定量分析，相鑒定。
2)利用背散射電子BSE)基于平均原子序數(一般和相對密度相關)反差，生成化學成分相的分布圖像；
3)利用陰極熒光，基于某些痕量元素(如過渡金屬元素，稀土元素等)受電子束激發的光強反差，生成的痕量元素分布圖像。
4)利用樣品電流，基于平均原子序數反差，生成的化學成分相的分布圖像，該圖像與背散射電子圖像亮暗相反。
5)利用俄歇電子，對樣品物質表面1nm表層進行化學元素分布的定性定理分析，
3、在半導體器件(IC)研究中的特殊應用：
1)利用電子束感生電流EBIC進行成像，可以用來進行集成電路中pn結的定位和損傷研究
2)利用樣品電流成像，結果可顯示電路中金屬層的開、短路，因此電阻襯度像經常用來檢查金屬布線層、多晶連線層、金屬到硅的測試圖形和薄膜電阻的導電形式。
3)利用二次電子電位反差像，反映了樣品表面的電位，從它上面可以看出樣品表面各處電位的高低及分布情況，特別是對于器件的隱開路或隱短路部位的確定尤為方便。
4、利用背散射電子衍射信號對樣品物質進行晶體結構(原子在晶體中的排列方式)，晶體取向分布分析，基于晶體結構的相鑒定。
以上是掃描電子顯微鏡的主要功能。同時掃描電子顯微鏡還可以作為顯微操作平臺，可接配納米機械手、微機械探針、接配離子槍等裝置，進行離子切割加工，納米操作，微區尺度物理化學性質測量；為適應材料的動態觀察和材料所處環境，可配置特殊樣品臺，如機械拉伸臺、高溫樣品臺、低溫樣品臺，樣品分析室充入可與樣品發生物理化學反應的特殊氣體。