3.3.1 光學顯微鏡
光學顯微鏡可以說是顯微鏡的祖師爺，自從被列文虎克發明以來，已經隨著現代技術的進步而日趨完善。
首先，隨著製鏡片技術的進步，現代光學顯微鏡的放大倍數已經有了極大提高，達到了光學顯微鏡放大能力的極限，可以將微小物體放大2000倍。
其次，其在結構上有了顯著改進，可以很方便地進行微調和鏡頭變換，使操作簡便易行。
最重要的是顯示技術的進步，可以將光學圖像通過電子計算機轉換為顯微圖像，從電子屏上直接讀取，使光學顯微鏡的直觀功能得到擴展。
電子顯微鏡根據成像的原理不同而分為掃描電子顯微鏡和掃描探針顯微鏡。
1.掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡（Scanning electron microscope， SEM）中的電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方，然後一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表麵散發出電子，顯微鏡觀察的是每個點散射出來的電子。由於這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本，因此，其電子加速的電壓也不必非常高。電場發射掃描電子顯微鏡是一種比較簡單的電子顯微鏡，它能觀察樣本上因強電場導致的電場發射所散發出來的電子。
是一電子顯微鏡和用它拍攝的新聞紙的顯微照片。
2.掃描探針顯微鏡
掃描探針顯微鏡（Scanning Probe Microscope， SPM）是掃描隧道顯微鏡及在掃描隧道顯微鏡的基礎上發展起來的各種新型探針顯微鏡（原子力顯微鏡AFM，激光力顯微鏡LFM，磁力顯微鏡MFM等）的統稱，是國際上近年發展起來的表麵分析儀器，是綜合運用光電子技術、激光技術、微弱信號檢測技術、精密機械設計和加工、自動控製技術、數字信號處理技術、應用光學技術、計算機高速采集和控製及高分辨圖形處理技術等現代科技成果的光、機、電一體化的高科技產品。
掃描探針顯微鏡以其分辨率極高（原子級分辨率）、實時、實空間、原位成像，對樣品無特殊要求（不受其導電性、幹燥度、形狀、硬度、純度等限製），可在大氣、常溫環境甚至是溶液中成像，同時具備納米操縱及加工功能，係統及配套相對簡單、廉價等優點，廣泛應用於納米科技、材料科學、物理、化學和生命科學等領域。
由於它可以輕易地“看到”原子（這是一般顯微鏡甚至電子顯微鏡所難以達到的），因此，常用來觀測實時的、真實的樣品，以得到高分辨率圖像。而不同於某些分析儀器是通過間接的或計算的方法來推算樣品的表麵結構。也就是說，通過掃描探針顯微鏡能真正看到了原子。
另外，其他電子顯微鏡等儀器對工作環境要求比較苛刻，樣品必須安放在高真空條件下才能進行測試。而掃描探針顯微鏡既可以在真空中工作，又可以在大氣中、低溫、常溫、高溫，甚至在溶液中使用。因此，掃描探針顯微鏡適用於各種工作環境下的科學實驗。其應用領域寬廣，無論是物理、化學、生物、醫學等基礎學科，還是材料、微電子等應用學科都有它的用武之地。
3.3.2 采集微觀信息的顯微鏡
為了研究物質的微觀結構，除了需要直觀的觀測外，還需要測試一些微觀物理參數，以便在研究微觀結構性能方麵有更全麵的信息可供使用。這時，獲得的不是直觀的形象圖形，而是一些微觀參數，由專業人員解讀後，即可獲得微觀結構的相應信息。