Taramalı elektron mikroskobu için kısa olan SEM, bir numunenin yüzeyini taramak için aşırı odaklanmış bir elektron demeti kullanır, oysa transmisyon elektron mikroskobu için kısa olan TEM, bir numuneden elektronları geçer. Her iki durumda da oluşturulan numune ile olay elektronları arasındaki etkileşime bağlıdır.
Her iki tip elektron mikroskobu için üretilen elektronlar, bir elektron tabancası tarafından üretilir. Termoiyonik tabancalar metal bir teli iyonlaşma için yeterli sıcaklıklara ısıtır, daha sonra yüksek, pozitif bir elektrik potansiyeli kullanarak elektronları çeker ve hızlandırır. Alan emisyon tabancaları, ultra yüksek vakum ile birlikte yüksek bir elektrik alanı kullanarak doğrudan soğuk metal veya seramik bir numuneden elektronları alır. Alan emisyon tabancaları, son görüntü kalitesini artırarak daha yüksek ışın parlaklığı verir. Elektronlar daha sonra elektronları küçük bir noktaya odaklamak için güçlü elektromıknatıs kullanan yoğunlaştırıcı mercekler kullanılarak odaklanır. Taramalı elektron mikroskobunda, objektif lens, ışın yüzeyindeki numuneden önce ışınlayarak numune yüzeyindeki son odaklamayı gerçekleştirir. Transmisyon elektron mikroskobunda, ışın numuneden geçer ve numuneyi ışın yolundan alan objektif bir mercekle büyütülür. Taramalı elektron mikroskopları, ışını saptırmak ve örnek yüzeyine taramak için kademe tarayıcılarına da sahiptir.
