隨著科學技術的快速發展，電子顯微鏡在顯微領域的應用前景甚是廣闊，較光學顯微鏡表現出了它獨到的優越性。但是因為光學顯微鏡和電子顯微鏡的應用的技術和領域各不相同，電子顯微鏡又不能完全替代光學顯微鏡。
在生物學中的應用來說，光學顯微鏡的分辨本領遠遠不如電子顯微鏡，因為光學顯微鏡的分辨率受衍射極 限的限制，所以它的分辨率不可能小于入射光波長的一半。也就是說，如果用400nm的入射光，那么觀察對象不能小于200nm。但是由于其可以進行實時、動態觀察，在生物學中的地位是無可比擬的，就想在生物學領域中不可能離開熒光顯微鏡和共聚焦之類的光學顯微鏡。而電子顯微鏡由于使用電子束來掃描成像，其分辨率可以很輕松的達到納米級，這對于高分辨率成像的應用時不可取代的。
在金相分析學中的應用來說，電子顯微鏡的放大倍率也遠遠超過光學顯微鏡，現代電子顯微鏡的*大放大倍率已經超過300萬倍，而光學顯微鏡的*大放大倍率約為2000倍，所以電子顯微鏡能夠直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點陣。