Các thấu kính quang học điện tử này tương tự như thấu kính thủy tinh của kính hiển vi ánh sáng quang học. Kính hiển vi điện tử được sử dụng để khảo sát siêu cấu trúc của một loạt các mẫu vật sinh học và vô cơ bao gồm vi sinh vật, tế bào, phân tử lớn, mẫu sinh thiết, kim loại và tinh thể.