扫描电子显微镜广泛用于材料科学（金属材料、非金属材料、纳米材料）、冶金、生物学、医学、半导体材料与器件、地质勘探、病虫害的防治、灾害（火灾、失效分析）鉴定、宝石鉴定、工业生产中的产品质量鉴定及生产工艺控制等。
显微镜在材料科学、金属材料、陶瓷材料半导体材料、化学材料等领域，进行材料的微观形貌、组织、成分分析。各种材料的形貌组织观察，材料断口分析和失效分析，材料实时微区成分分析，元素定量、定性成分分析，快速的多元素面扫描和线扫描分布测量，晶体/晶粒的相鉴定，晶粒尺寸、形状分析，晶体、晶粒取向测量。
其工作原理为：在高真空的镜筒中，由电子枪产生的电子束经电子会聚透镜聚焦成细束后，在样品表面逐点进行扫描轰击，产生一系列电子信息（二次电子、背反射电子、透射电子、吸收电子等），由探测器将各种电子信号接收后经电子放大器放大后输入由显像管栅极控制的显像管。
聚焦电子束对样品表面扫描时，由于样品不同部位表面的物理、化学性质、表面电位、所含元素成分及凹凸形貌不同，致使电子束激发出的电子信息各不相同，导致显像管的电子束强度也随着不断变化，在显像管荧光屏上可以获得一幅与样品表面结构相对应的图像。根据探测器接收的电子信号的不同，扫描电子显微镜可分别获得样品的背散射电子图像、二次电子图像、吸收电子图像等。
