Dans le monde de la microscopie électronique, il existe deux types principaux de techniques: la microscopie électronique à balayage et la microscopie électronique à transmission. Dans les deux cas, un faisceau d’électrons est envoyé sur l'échantillon pour le sonder, mais les deux techniques diffèrent quant à l’information qui est perçue par le microscope, et l'usage qui peut être fait du microscope.

Le microscope électronique à balayage (communément appelé "MEB") permet de visualiser la surface et la forme d’un échantillon. La façon dont il y parvient est en détectant les électrons qui rebondissent sur le spécimen. En guise d’analogie, on pourrait par exemple utiliser une balle de tennis pour déterminer la forme d’une butte: en laissant la balle tomber successivement sur chaque point de la butte et en observant comment (et dans quelle direction) elle rebondit à chaque fois, on serait en mesure de déterminer la forme précise de la butte. De même, le MEB envoie des électrons successivement sur chaque point de l’échantillon (d’où le terme de "balayage") et, en observant comment ils rebondissent à chaque fois, fournit une image de la surface du spécimen.

Le microscope électronique à transmission (ou "MET") visualise, lui, les électrons qui parviennent à traverser l’échantillon, et donc l’ombre du spécimen (d’où le terme de "transmission"). Pour que cette technique fonctionne, il faut que l’échantillon soit extrêmement fin: tout spécimen que l’on veut explorer au MET doit être préalablement sectionné en tranches de quelques dizaines de nanomètres d’épaisseur. Une fois cette préparation effectuée, le MET permet l’observation de l'organisation et de la structure interne de l’échantillon; si on s’intéresse par exemple à une section de cellule animale, le MET permettra de visualiser à quel endroit se trouve le noyau, ou le réticulum endoplasmique, si des ribosomes y sont présents… bref, tous les composants de l’échantillon apparaissent en formant une ombre sur l’image.

Le microscope électronique à balayage est souvent utilisé en biologie pour obtenir la forme de cellules ou d’organes. Son usage, cependant, est encore plus large que cela. Comme la façon dont les électrons interagissent avec la matière dépend du type d’élément chimique en question, le MEB est aussi utile en science des matériaux, où il permet de voir des différences de composition chimique dans les échantillons. Le microscope électronique à transmission, quant à lui, est le seul moyen d’obtenir des images de très haute résolution de l’organisation interne des cellules. La naissance de la biologie cellulaire moderne est d’ailleurs liée au développement de cette technique, ce qui a valu à Albert Claude et George Palade de partager le prix Nobel de physiologie/médecine en 1974. Deux types complémentaires de microscopie, beaucoup d'applications différentes!