扫描电子显微镜的操作需要关键部件。
相关的：
电子源
电子是通过热电子加热在源处产生的。然后，这些电子被加速到1-40 kV之间的电压，并凝聚成窄束，用于成像和分析。
有三种常用的电子源:
- 钨丝
- 固态晶体(六硼化铈或六硼化镧)
- 场发射枪
钨（W）电子丝
它由一根倒置的v形钨丝组成，长约100µm，通过电阻加热来产生电子。这是最基本的电子源类型。
镧hexaboride(实验室6)或六硼化铈(CeB6）
这是一种热离子发射枪。它是最常见的高亮度光源。这种固态晶体光源的亮度是钨的5-10倍，寿命比钨长得多。
场发射枪
这是一根尖端非常锋利的钨丝，不到100纳米，它利用场电子发射来产生电子束。小的尖端半径提高了发射和聚焦能力。
镜头
当电子束从源沿圆柱向下移动时，一系列的聚光透镜聚焦电子束。光束越窄，当它接触表面时，光斑就越小，因此有了“光斑大小”这个术语。
扫描线圈
光束聚焦后，用扫描线圈使光束在X轴和Y轴上偏转，使它以光栅方式扫描样品表面。
样品室
将样品安装并放置在真空室中。样品室可包括平移台、倾斜和旋转装置、外部馈通、温度台、光学相机和各种其他装置，以协助对样品进行成像。
探测器
在扫描电子显微镜(SEM)中，当电子束与样品相互作用时，会发生多个事件。一般来说，需要不同的探测器来区分次级电子、背散射电子或特征x射线。根据加速电压和样品密度的不同，信号来自不同的穿透深度。
在俄歇电子之后，次级电子来自下一个最浅的穿透深度。二次电子探测器（SED）用于生成地形SEM图像。SED图像具有与材料无关的高分辨率，并且是从靠近表面的非弹性散射电子获得的。没有可用的材料成分信息。集成SED可用于大样本的Phenom SEM。
背散射电子检测器（BSD）检测弹性散射电子。这些电子来自样品表面以下原子的能量更高。使用BSD可降低真空度，降低样品制备要求，并将光束损伤降至最低。
背散射电子探测器（BSD）
在扫描电子显微镜（SEM）中，样品使用聚焦电子束成像，聚焦电子束在表面上形成光栅。样品中发射出不同类型的电子。背散射电子检测器（BSD）检测弹性散射电子。这些电子来自样品表面以下原子的能量更高。使用BSD可降低真空度，降低样品制备要求，并将光束损伤降至最低。
由于试样的成分和形貌，背散射电子的数量和方向不同。背散射电子图像的对比度取决于多个因素，包括样品材料的原子序数（Z）、主束的加速电压以及样品相对于主束的角度（倾斜）。具有较高原子序数（Z）元素的材料产生的背散射电子比具有较低原子序数（Z）元素的材料产生的背散射电子更多。对于Phenom SEM，四象限固态背散射电子探测器可提供形貌和材料对比度（成分）成像。
通过对探测器象限和添加信号，Phenom SEM使用组合(全)模式显示材料对比度。较重的元素在BSD图像中更亮，如图所示，这是一种镍基高温合金，使用Full模式进行材料对比，在1000倍放大下成像。
成对操作BSD象限，然后用Phenom扫描电镜减去信息生成地形图像。成分和地形图像可以在同一位置获取，以提供有关材料属性与地形、粒度或形态的洞察力。
能量色散光谱(EDS)
在扫描电子显微镜中，当电子束取代被外层电子取代的内层电子时，就会发射出x射线。由于每一种元素的外层和内层电子壳层之间都有独特的能量差异，因此，被探测到的x射线可以用来识别元素。EDS数据可以在一个点上获得，也可以在一个区域上绘制。
可以对样品结构进行物理检查，并确定其元素组成。在分析样品时，观察微观结构的三维图像只能解决一半的问题。为了能够识别样本中的不同元素，通常需要收集比成像数据更多的数据。使用EDS和SEM解决了元素分析的这一需要。
二次电子探测器(SED)
用于扫描电子显微镜的二次电子探测器（SED）提供的图像分辨率与材料无关。SED图像使用靠近样品表面的非弹性散射电子作为地形信息。
小型化
由于最近SEM技术的进步，许多上述组件变得更小和更高效，允许微型化的SEM。这就带来了台式扫描电镜(也称为台式扫描电镜或桌面扫描电镜)。这些系统旨在将传统电子显微镜的能力和优势带到实验室，而这些实验室无法支持全尺寸系统的基础设施。