掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱SEM）是一種用於觀察和分析材料微觀形態的電子顯微鏡。它通過使用聚焦的高能電子束對樣品進行掃描，與樣品發生相互作用，從而激發產生各種物理信息。這些信息被採集、放大，並最終形成圖像，使得人們能夠觀察到無法通過傳統光學顯微鏡觀察到的樣品更詳細特徵。
掃描電子顯微鏡在材料科學領域中扮演着重要角色，被廣泛應用於研究材料的形態結構、界面狀況、損傷機制以及材料性能預測等方面。它可以直接觀察晶體缺陷及其產生過程，金屬材料內部原子的集結方式和真實邊界，以及邊界在不同條件下的移動方式。此外，掃描電子顯微鏡還可以檢查晶體在表面機械加工中引起的損傷和輻射損傷等。
掃描電子顯微鏡介於透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間，是一種介於兩者之間的觀察方法。它不僅具備放大鏡的功能，還能觀察到透射電子顯微鏡無法觀察到的樣品更詳細的特徵，因此被廣泛應用於材料科學研究、生物學、工業製造等領域。