1932年，Knoll 提出了SEM可成像放大的概念，并在1935年制成了極其原始的模型。
1938年，德國的阿登納制成了第一臺采用縮小透鏡用于透射樣品的SEM。由于不能獲得高分辨率的樣品表面電子像，SEM一直得不到發展，只能在電子探針X射線微分析儀中作為一種輔助的成像裝置。此后，在許多科學家的努力下，解決了SEM 從理論到儀器結構等方面的一系列問題。
最早期作為商品出現的是1965年英國劍橋儀器公司生產的第一臺SEM，它用二次電子成像，分辨率達25 nm，使SEM進入了實用階段。
1968年在美國芝加哥大學，Knoll 成功研制了場發射電子槍，并將它應用于SEM，可獲得較高分辨率的透射電子像。1970年他發表了用掃描透射電鏡拍攝的鈾和釷中的鈾原子和釷原子像，這使SEM又進展到一個新的領域。 [9]
2021年，全數字化掃描電子顯微鏡新品在無錫惠山發布。