几百年来，人们用光学显微镜观察微观，探索眼睛看不见的世界。与19世纪的显微镜相比，我们现在使用的普通光学显微镜功能多，自动化程度高，放大倍数高。光学显微镜已经达到了分辨率的极限。对于以可见光为光源的显微镜，其分辨率只能达到光波的半波长左右，分辨率极限为0.2^，任何小于0.2plm的结构都无法识别，限制了人类的探索。因此，提高显微镜分辨率的方法之一是减少光的波长。
20世纪，光电子技术取得了长足的进步，用电子束代替光是个好主意。根据德布罗意的物质波理论，运动电子波动越快，波长越短。若能将电子速度加得足够快，并将其聚集起来，则可用于放大物体。当电子速度提高到很高时，电子显微镜的分辨率可以达到纳米级(10-9m)，这使得许多在可见光下看不见的物体在电子显微镜下显示原始形状。因此，电子显微镜是20世纪*重要发明之一。
1938年，德国工程师MaxKnou和Ernstruska制造了世界上的*透射电子显微镜。透射电子显微术是一种电子显微术，利用穿透薄膜样品的电子束进行成像或微区分析。高度局部化的信息是分析晶体结构、晶体不完整性和微区成分的综合技术。
1952年，英国工程师制造了一种电子显微技术，*扫描电子显微镜(SEM)O扫描电子显微技术电子束以光栅的形式照射样品表面，分析入射电子和样品表面物质相互作用产生的各种信息，研究样品表面微区形态、成分和晶体学性质。
IBM苏黎世实验室的两位科学家于1983年发明了所谓的扫描隧道显微镜。这种显微镜比电子显微镜更先进，完全失去了传统显微镜的概念。隧道扫描显微技术是利用量子隧道效应的表面研究技术。能够实时观察样品*表面层的局域结构信息，达到原子级的高分辨率(1)。没有镜头，用探针，探针和物体之间加电压。如果探针靠近物体表面，隧道效应*将在纳米距离左右工作。电子通过物体和探针之间的间隙形成微弱的电流。如果探头与物体的距离发生变化，电流也会相应变化。这样，通过测量电流，我们可以知道物体表面的形状，分辨率可以达到单个原子的水平。电子显微镜的分辨率已达0.l~0.3nm，即与金属点阵中的原子间距相当。
几十年来，随着新型电子显微镜的出现，形成了透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、扫描隧道显微镜(STM)、场离子显微镜(FTM)、扫描激光声成像显微镜(SPAM)等电子显微镜家族。在EBSD、探针、激光探针、俄歇能谱仪等表面分析技术的配合下，金相分析技术发展到了一个新的阶段。电子金相技术可以对金属材料的断口形状、组织结构和微区域化学成分进行综合分析和测量，对金属材料及其工件的质量控制、故障分析、新材料和工艺的开发起着非常重要的作用。
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