La óptica básica de ese primer microscopio electrónico se mantiene hasta nuestros días; los cambios en los microscopios modernos consisten en adicionar más lentes para incrementar el ámbito de aumentos y darle mayor versatilidad.
El primer microscopio electrónico de transmisión comercial lo construyó Siemens en 1939.
Debido a que los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la de la luz visible, pueden mostrar estructuras mucho más pequeñas.
Conectando dicho cañón a una fuente de alto voltaje (~120kV para muchas aplicaciones) comenzará a emitir electrones hacia el vacío.
Una vez extraídos, las lentes de la parte superior del TEM manipulan los haces de electrones permitiendo su focalización al tamaño deseado y su localización sobre la muestra.
La interacción de los electrones con un campo magnético hace que estos se muevan de acuerdo a la fórmula vectorial F= (q.v) x B (siendo v y B, el vector velocidad del electro, B el vector campo magnético y "x" el producto vectorial).
Este efecto permite que los electrones emitidos puedan ser manipulados por medio de electroimanes.
Además un campo eléctrico puede deflectar la trayectoria de los electrones en un ángulo fijo.
Mediante dos deflexiones seguidas pueden desplazarse lateralmente las trayectorias de los electrones.
Dicho control se ejerce modificando la cantidad de corriente que fluye a través de las lentes cuadrupolares y hexapolares y permite modificar los aumentos del TEM.
La lente hexapolar simplemente incrementa el grado de simetría del campo resultante.
Normalmente estos sistemas de visualización pueden ser intercambiados a conveniencia del operador.
La necesidad de esto se debe a dos razones: primero, permitir una diferencia de voltaje entre el cátodo y tierra sin que se produzca un arco voltaico.
Normalmente estos sistemas de visualización pueden ser intercambiados a conveniencia del operador.
alcanzable con un microscopio óptico se encuentra en principio limitada por la longitud de onda
de la luz que se utiliza para examinar la muestra, y por la apertura numérica
Debe introducirse una corrección relativista adicional, ya que los electrones en un equipo TEM alcanzan velocidades próximas a la de la luz
Los electrones emitidos se aceleran entonces con ayuda de un potencial eléctrico (medido en V, o voltios) y se focalizan mediante lentes electrostáticas o electromagnéticas.
Se utiliza en la microbiología, para observar la estructura de los virus.
También es usado en la anatomía patológica, para diagnosticar partiendo de la ultraestructura celular.