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隨著科學技術的快速發展，電子顯微鏡在顯微領域的應用放大鏡前景甚是廣闊，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於入射光波長的一半。也就是說，如果用400nm的入射光，那麼觀察對像不能小於200nm。但是由於其可以進行實時、望遠鏡動態觀察，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天文望遠鏡之類的光學顯微鏡。而電子顯微鏡由於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，這對於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，電子顯金相顯微鏡微鏡的放大倍率也遠遠超過光學顯微鏡，現代電子顯微鏡的最大放大倍率已經超過300萬倍，而光學顯微鏡的最大放大倍率約為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。
雖然電子顯微鏡的分辨本領和放大能力遠勝於光學顯微鏡，但是它也存在一些缺點：
1）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，掃描電鏡將逐漸實現直接對活樣本的觀察。在處理樣本時可能會產生樣本本來沒有的結構，這加劇了伺候分析圖像的難度。由於投射電鏡只能觀察非常薄的樣本，而有可能物質表面的結構不同。此外電子束可能通過碰撞和加熱破壞樣本；
2）電子顯微鏡的樣品缺乏有效地tag(如光學顯微鏡中的GFP)；
3）電子顯微鏡的購買和維護的價格都是比較高的。