掃描電子顯微鏡（SEM）的成像原理是基於電子束與樣品表面的相互作用。具體如下：
電子槍發射出的電子束經過多級聚焦形成非常細小的光斑，這個光斑在樣品表面做光柵狀掃描。
當高能電子束與樣品表面相互作用時，會激發出多種信號，如二次電子、背散射電子、吸收電子、俄歇電子、陰極螢光和特徵X射線等。
其中，二次電子和背散射電子是SEM成像的主要信號，它們主要由樣品表面的微觀形貌決定。
這些信號被相應的探測器收集並轉換成電信號，然後通過計算機處理，最終在顯示器上形成反映樣品表面形貌的圖像。
此外，電子束還可以使原子離子化，並使他們發射出X射線，射線能量隨元素組成變化而變化。通過再次掃描光束並檢測X射線的能量，可以推斷出材料的化學性質以及材料的空間變化。