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透射電鏡是一種把經加速和聚集的電子束透射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度等相關，因此可以形成明暗不同的影像，影像在放大、聚焦后在成像器件(如熒光屏，膠片以及感光耦合組件)上顯示出來的顯微鏡。
按照加速電壓分類：
透射電鏡按照加速電壓可分為低壓透射電鏡、高壓透射電鏡和超高壓透射電鏡。加速電壓在200KV以下的是低壓透射電鏡，在200KV-400KV(包含)之間的是高壓透射電鏡;加速電壓在400KV以上的是超高壓透射電鏡。
1、低壓透射電鏡。Z常用的是100KV電鏡。這種電鏡分辨率高(點0.3nm，晶格0.14nm)，但穿透本領小，觀察樣品必須很薄，約為30～100nm，如細胞和組織的超薄切片、復型膜和負染樣品等。相當普及。我校有這樣的設備。
2、高壓透射電鏡。目前常用的是200KV電鏡。這種電鏡對樣品的穿透本領約為100KV電鏡的1.6倍，可以在觀察較厚樣品時獲得很好的分辨本領，從而可以對細胞結構進行三維觀察。
3、超高壓透射電鏡。目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高壓透射電鏡。這類電鏡具有穿透本領強、輻射損傷小、可以配備環境樣品室及進行各種動態觀察等優點，分辨率也已達到或超過100KV電鏡的水平。在超高壓電鏡上附加充氣樣品室，使人們可以觀察活細胞內的超微結構動態變化。