入射電子與樣品相互作用后，使樣品原子較外層電子(價帶或導帶電子)電離產生的電子，稱二次電子。二次電子能量比較低，習慣上把能量小于50 eV電子統稱為二次電子，僅在樣品表面5 nm-10 nm的深度內才能逸出表面，這是二次電子分辨率高的重要原因之一。
當入射電子與樣品相互作用時，入射電子與核外電子發生能量傳遞，一般幾至幾十個電子伏特。如果核外電子所獲得的能量大于其臨界電離能，則該電子可脫離原子成為自由電子，如果這些自由電子離樣品表面很近，而且其能量大于相應的逸出能，則可能從樣品表面逸出而成為二次電子。二次電子像是表面形貌襯度，它是利用對樣品表面形貌變化敏感的物理信號作為調節信號得到的一種像襯度。因為二次電子信號主要來處樣品表層5-10 nm的深度范圍，它的強度與原子序數沒有明確的關系，而對微區表面相對于入射電子束的方向卻十分敏感，二次電子像分辨率比較高，所以適用于顯示形貌襯度。