掃描電子顯微鏡廣泛用于材料科學（金屬材料、非金屬材料、納米材料）、冶金、生物學、醫學、半導體材料與器件、地質勘探、病蟲害的防治、災害（火災、失效分析）鑒定、寶石鑒定、工業生產中的產品質量鑒定及生產工藝控制等。
顯微鏡在材料科學、金屬材料、陶瓷材料半導體材料、化學材料等領域，進行材料的微觀形貌、組織、成分分析。各種材料的形貌組織觀察，材料斷口分析和失效分析，材料實時微區成分分析，元素定量、定性成分分析，快速的多元素面掃描和線掃描分布測量，晶體/晶粒的相鑒定，晶粒尺寸、形狀分析，晶體、晶粒取向測量。
其工作原理為：在高真空的鏡筒中，由電子槍產生的電子束經電子會聚透鏡聚焦成細束后，在樣品表面逐點進行掃描轟擊，產生一系列電子信息（二次電子、背反射電子、透射電子、吸收電子等），由探測器將各種電子信號接收后經電子放大器放大后輸入由顯像管柵極控制的顯像管。
聚焦電子束對樣品表面掃描時，由于樣品不同部位表面的物理、化學性質、表面電位、所含元素成分及凹凸形貌不同，致使電子束激發出的電子信息各不相同，導致顯像管的電子束強度也隨著不斷變化，在顯像管熒光屏上可以獲得一幅與樣品表面結構相對應的圖像。根據探測器接收的電子信號的不同，掃描電子顯微鏡可分別獲得樣品的背散射電子圖像、二次電子圖像、吸收電子圖像等。
