掃描電子顯微鏡（SEM）的基本原理是利用聚焦的高能電子束掃描樣品表面，通過電子與物質間的相互作用激發出各種物理信息，如二次電子、背散射電子、特徵X射線等。這些信息被探測器收集、放大，並轉換為可顯示的圖像，從而揭示樣品表面的形貌、結構、成分等特徵。其中，二次電子是最主要的成像信號，它提供了樣品表面的高解析度圖像。SEM通過電子槍發射電子束，並通過掃描線圈控制電子束在樣品表面進行柵網式掃描，檢測到的信號被轉換成電信號，並通過計算機軟體在顯示器上呈現，反映出樣品表面的形貌。此外，SEM還可以通過檢測X射線的能量來分析材料的化學性質和成分。