因為電子顯微鏡使用的是電子束，光學顯微鏡使用的是可見光，電子束的波長比可見光的波長短，所以電子顯微鏡的分辨率遠高于光學顯微鏡。

顯微鏡的分辨率與透過樣品的電子束入射錐角和波長有關。

可見光的波長約為300～700納米，而電子束的波長與加速電壓有關。依據波粒二象性原理，高速的電子的波長比可見光的波長短，而顯微鏡的分辨率受其使用的波長的限制，因此電子顯微鏡的分辨率（0.2納米）遠高于光學顯微鏡的分辨率（200納米）。

電子顯微鏡技術的應用是建立在光學顯微鏡的基礎之上的，光學顯微鏡的分辨率為0.2μm，透射電子顯微鏡的分辨率為0.2nm，也就是說透射電子顯微鏡在光學顯微鏡的基礎上放大了1000倍。

雖然電子顯微鏡的分辨率遠高于光學顯微鏡，但是它具有一些缺點：

1、在電子顯微鏡中樣本必須在真空中觀察，因此無法觀察活樣本。隨著技術的進步，環境掃描電鏡將逐漸實現直接對活樣本的觀察；

2、在處理樣本時可能會產生樣本本來沒有的結構，這加劇了此后分析圖像的難度；

3、由于電子散射能力極強，容易發生二次衍射等；

4、由于為三維物體的二維平面投影像，有時像不**；

5、由于透射電子顯微鏡只能觀察非常薄的樣本，而有可能物質表 面的結構與物質內部的結構不同；

6、超薄樣品（100納米以下），制樣過程復雜、困難，制樣有損傷；

7、電子束可能通過碰撞和加熱破壞樣本；

8、電子顯微鏡購買和維護的價格都比較高。