Princip skenovacího elektronového mikroskopu spočívá v zobrazení povrchu po interakci s urychlenými elektrony vyslanými z elektronového děla. Paprsek elektronů je postupně fokusován bod po bodu po celé ploše vzorku (odtud název skenovací). Při dopadu může dojít ke zpětnému odrazu elektronů, které jsou zachyceny detektorem zpětně odražených elektronů (BSE) a výsledkem je pak zobrazení fázového kontrastu. Dále může dojít k vyražení tzv. sekundárních elektronů, které po zachycení detektorem sekundárních elektronů (SE) poskytnou topografii povrchu. Urychlené elektrony reagují s vnitřními elektrony v obalu atomu stejně jako rentgenovo záření, lze tedy pomocí energiově (EDS) nebo vlnově disperzního (WDS) detektoru vyhodnotit prvkové složení vzorku.