is een sinds ongeveer 1930 tot ontwikkeling gekomen instrument, waarmee ruim 1000 maal sterkere vergrotingen mogelijk zijn dan met een gewone lichtmicroscoop. De rol der lichtstralen wordt er in overgenomen door electronenstralen, die der lenzen door magnetische of electrische velden.
De hele stralengang bevindt zich in hoogvacuum en het preparaat dient zeer dun te zijn. Het rust meestal op een , dun vliesje van cellulosenitraat dat door spreiding van een druppel zaponlak op water verkregen wordt. Ook kan men met zaponlak afgietsels van oppervlaktestructuren maken, terwijl daartoe ook andere stoffen geschikt kunnen zijn, bijv. oxydhuidjes op metalen. Soms schaduwt men door schuine bestuiving met gouddamp e.d. de reliëfpartijen van het preparaat. Verschillende uitvoeringen van de electronenmicroscoop zijn in de handel verkrijgbaar. De prijs is ongeveer ƒ 50 000. De prestatie wordt hieronder nader beschreven.Volgens Abbe wordt het scheidend vermogen van een microscoop gegeven door ȯ = λ/(A0 + Ac.), waarin A de golflengte van de gebruikte straling, A0 de numerieke apertuur van het objectief en Ac die van de condensor is. Bij gebruik van zichtbaar licht bedraagt λ ≈ 0,45 μ. De numerieke apertuur van objectief en condensor kan hoogstens 1,5 bedragen, zodat ȯ ≈ 0,15 μ. Om kleinere details waar te nemen, moet gebruik gemaakt worden van straling met kortere golflengte. Men heeft daarom microscopen gemaakt voor ultraviolette straling. Daarmee komt men juist beneden 0,1 μ. De röntgenstralen, welke op grond van hun veel kleinere golflengte veel betere resultaten zouden moeten geven, zijn niet bruikbaar, omdat hiervoor geen lenzen bestaan, daar zij haast niet gebroken worden. Het is nu een gelukkige omstandigheid, dat, ten gevolge van hun lading, de baan van electronen wel kan worden beïnvloed, nl. door electrische of magnetische velden. Een rotatie-symmetrisch electrisch of magnetisch veld werkt op electronenstralen, zoals een glazen lens op licht. Bovendien is de electronenstraling gemakkelijk verkrijgbaar. Door nl. een metaal op hoge temperatuur te brengen, treden hieruit electronen. Deze moeten dan, om voldoende doordringend vermogen te krijgen, op hoge snelheid gebracht worden, hetgeen geschiedt door middel van een hoge spanning (50 000-500 000 volt). Het is nodig, dat de electronen zich in hoog-vacuum bewegen, daar zij reeds bij lage druk door botsingen met gasmoleculen geheel verstrooid zouden worden.
De eerste electronenmicroscopen waren geheel overeenkomstig de lichtmicroscopen. Er waren dus achtereenvolgens een electronenbron, condensor, objectief en oculair. Deze laatste lens wordt echter in de electronenmicroscopie projector genoemd, daar het beeld geprojecteerd moet worden op een fluorescerend scherm, waar het electronenbeeld in een zichtbaar beeld wordt omgezet.
Later zijn bij de Nederlandse electronenmicroscoop te Delft enkele wijzigingen aangebracht op grond van het feit, dat electronenstralen, behalve hun uiterst kleine golflengte, nog andere eigenschappen hebben, welke hen van licht onderscheiden. Zo bleek het mogelijk door toevoeging van extra lenzen tussen objectief en projector de vergroting tussen wijde grenzen te variëren (1000 x —80000 x). Men kan bij de sterkste vergroting details tot enige tientallen Å onderscheiden. Bovendien kan van het te onderzoeken preparaat een electronen-diffractiediagram worden verkregen, waardoor men gegevens kan verkrijgen over de rangschikking der atomen in dit preparaat.
