掃描電子顯微鏡電子槍發射出的電子束經過聚焦后匯聚成點光源；點光源在加速電壓下形成高能電子束；高能電子束經由兩個電磁透鏡被聚焦成直徑微小的光點, 在透過最后一級帶有掃描線圈的電磁透鏡后, 電子束以光柵狀掃描的方式逐點轟擊到樣品表面, 同時激發出不同深度的電子信號。此時, 電子信號會被樣品上方不同信號接收器的探頭接收, 通過放大器同步傳送到電腦顯示屏, 形成實時成像記錄。由入射電子轟擊樣品表面激發出來的電子信號有:俄歇電子 (Au E) 、二次電子 (SE) 、背散射電子 (BSE) 、X射線 (特征X射線、連續X射線) 、陰極熒光 (CL) 、吸收電子 (AE) 和透射電子(圖b) 。每種電子信號的用途因作用深度而異。