扫描电子显微镜的操作需要关键部件。
有关的：
电子源
电子通过热离子加热在源处产生电子。然后将这些电子加速到1-40kV之间的电压并冷凝成用于成像和分析的窄光束。
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）
这是一个热量发射枪。它是最常见的高亮度源。这种固态晶体源提供约5-10倍的亮度，而不是比钨更长的寿命。
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
将样品安装并放入抽空的腔室中。样品室可包括翻译级，倾斜和旋转装置，进给外部，温度级，光学摄像机和各种其他装置，以帮助成像样品。
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。
在螺旋钻电子之后，二次电子来自下一个最浅的穿透深度。二次电子检测器或SED用于产生地形SEM图像。SED图像具有高分辨率，其独立于材料，并从靠近表面的内侧散射的电子获取。没有任何材料构图信息可用。集成的SED可用于大型样品的Phenom SEM。
反向散射的电子检测器（BSD）检测弹性散射的电子。这些电子在样品表面下方的原子中的能量较高。使用BSD允许较低的真空水平，降低样品制备要求并最小化光束损坏。
反向散射电子检测器（BSD）
在扫描电子显微镜（SEM）中，使用聚焦的电子束对样品进行成像，该聚焦电子束在表面上光栅。从样品中发出不同类型的电子。反向散射的电子检测器（BSD）检测弹性散射的电子。这些电子在样品表面下方的原子中的能量较高。使用BSD允许较低的真空水平，降低样品制备要求并最小化光束损坏。
由于样品的组成和形貌，反向散射的电子在其量和方向上变化。反向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数（Z），主光束的加速电压和标本角度（倾斜）与主光束的关系。具有由较高原子数（Z）组成的元件的材料产生比下Z元素更多的反向散射电子。对于Phenom SEM，四象限的固态反向散射电子检测器提供了地形和材料对比度（组成）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。
可以物理检查样品结构，并测定它们的元素组成。观看微观结构的三维图像仅在分析样品时解决了一些问题。通常需要收集比成像数据更多，以便能够识别样本中的不同元素。使用具有SEM的EDS地址需要元素分析。
二次电子探测器(SED)
用于扫描电子显微镜的二次电子检测器（SED）提供独立于材料的分辨率的图像。SED图像使用靠近样品表面的内侧散射的电子进行地形信息。
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。