透射電鏡主要由幾大系統構成

在光學顯微鏡下無法看清小于0.2μm的細微結構，這些結構稱為亞顯微結構或超微結構。要想看清這些結構，就必須選擇波長更短的光源，以提高顯微鏡的分辨率。1932年Ruska發明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡，電子束的波長要比可見光和紫外光短得多，并且電子束的波長與發射電子束的電壓平方根成反比，也就是說電壓越高波長越短。目前TEM的分辨力可達0.2nm。
透射式電子顯微鏡（TEM）與投射式光學顯微鏡的原理很相近，圖4-12所繪為兩者的簡化光路圖，從圖中可以看出，它們的光源、透鏡雖不相同，但照放大和成像的方式卻完全一致。
在實際情況下無論是光鏡還是電鏡，其內部結構都要比圖示復雜得多，圖中的聚光鏡（condonser lens）、物鏡（object lens）和投影鏡（projection lens）為光路中的主要透鏡，實際制作中它們往往各是一組（多塊透鏡構成），在設計電鏡時為達到所需的放大率、減少畸變和降低像差，又常在投影鏡之上增加一至兩級中間鏡（intemediate lens）。透射式電子顯微鏡的總體結構包括鏡體和輔助系統兩大部分，鏡體部分包含：①照明系統（電子槍G，聚光鏡C1、C2），②成像系統（樣品室，物鏡O，中間鏡I1、I2，投影 鏡P1、P2），③觀察記錄系統（觀察室、照相室），④調校系統（消像散器、束取向調 整器、光闌）。輔助系統包含：①真空系統（機械泵、擴散泵、真空閥、真空規），②電路系統（電源變換、調整控制），③水冷系統。圖4-13（a）為典型透射電鏡的電子光學系統 構成及成像原理示意圖，其中只包含了電鏡鏡體內的照明系統和成像系統兩部分；圖4-13（b）為透射電鏡的鏡體外形結構對照示意圖。
透射電鏡的總體工作原理是：由電子槍發射出來的電子束，在真空通道中沿著鏡體光軸穿越聚光鏡，通過聚光鏡將之會聚成一束尖細、明亮而又均勻的光斑，照射在樣品室內的樣品上；透過樣品后的電子束攜帶有樣品內部的結構信息，樣品內致密處透過的電子量少，稀疏處透過的電子量多；經過物鏡的會聚調焦和初級放大后，電子束進入下級的中間透鏡和第1、第2投影鏡進行綜合放大成像，最終被放大了的電子影像投射在觀察室內的熒光屏板上；熒光屏將電子影像轉化為可見光影像以供使用者觀察。本節將分別對各系統中的主要結構和原理予以介紹。