مهم‌ترین عامل كاهنده در كاربرد TEM مطالعه فلزات در آن سال‌ها به مشكلات تهیه نمونه مربوط می‌شد. اما امروزه با توجه به روش‌های گوناگون تهیه نمونه فلزات، این نوع میكروسكوپ‌ها جایگاه خاصی را در میان متخصصین مواد و متالوژی برای خود ایجاد نموده و باعث بروز نقطه عطف بسیاری از پژوهش‌ها و تحقیقات گشته، به آن‌ها سرعت فراوانی داده‌اند. امروزه میكروسكوپ الكترونی عبوری امكان مطالعه موارد متنوعی در مواد گوناگون نظیر ویژگی‌های ریزساختاری مواد، صفحات و جهات بلوری، نابجایی‌ها، دوقلویی‌ها، عیوب انباشتگی، رسوب‌ها، آخال‌ها، مكانیزم‌های جوانه‌زنی، رشدو انجماد، انواع فازها و تحولات فازی، بازیابی و تبلور مجدد، خستگی، شكست، خوردگی و … را فراهم آورده‌است. در كل قابلیت‌های امروزی TEM را می‌توان مرهون چهار پیشرفت زیر دانست كه دوتای آن‌ها در ساختمان دستگاه و دوتای دیگر در نحوه تهیه نمونه حاصل شده‌اند:  

- استفاده از چند عدسی جمع‌كننده

- پراش الكترونی سطح انتخابی 

- نازك‌كردن نمونه‌ها برای تهیه نمونه‌های شفاف در برابر الكترون‌ها 

- تهیه نمونه به روش ماسك‌برداری

در بررسی مواد، میكروسكوپ الكترونی عبوری دارای سه مزیت اصلی ذیل است:

1- قابلیت دسترسی به بزرگنمایی‌های بسیار بالا (حتی بیش از یك میلیون برابر) به دلیل به‌كارگیری انرژی بالی الكترون‌ها و در نتیجه طول موج كمتر پرتوها.

2- قابلیت مشاهد ساختمان داخلی فلزات و آلیاژها به دلیل قدرت عبور الكترون‌های پر انرژی از نمونه نازك.

3- قابلیت بررسی سطوح انتخابی نمونه به دلیل وجود حالت بررسی با پراش الكترون‌ها.

، به آن‌ها سرعت فراوانی داده‌اند. امروزه میكروسكوپ الكترونی عبوری امكان مطالعه موارد متنوعی در مواد گوناگون نظیر ویژگی‌های ریزساختاری مواد، صفحات و جهات بلوری، نابجایی‌ها، دوقلویی‌ها، عیوب انباشتگی، رسوب‌ها، آخال‌ها، مكانیزم‌های جوانه‌زنی، رشدو انجماد، انواع فازها و تحولات فازی، بازیابی و تبلور مجدد، خستگی، شكست، خوردگی و …را فراهم آورده‌است. در كل قابلیت‌های امروزی TEM را می‌توان مرهون چهار پیشرفت زیر دانست كه دوتای آن‌ها در ساختمان دستگاه و دوتای دیگر در نحوه تهیه نمونه حاصل شده‌اند:  

- استفاده از چند عدسی جمع‌كننده

- پراش الكترونی سطح انتخابی 

- نازك‌كردن نمونه‌ها برای تهیه نمونه‌های شفاف در برابر الكترون‌ها 

- تهیه نمونه به روش ماسك‌برداری

در بررسی مواد، میكروسكوپ الكترونی عبوری دارای سه مزیت اصلی ذیل است:

1- قابلیت دسترسی به بزرگنمایی‌های بسیار بالا (حتی بیش از یك میلیون برابر) به دلیل به‌كارگیری انرژی بالی الكترون‌ها و در نتیجه طول موج كمتر پرتوها.

2- قابلیت مشاهد ساختمان داخلی فلزات و آلیاژها به دلیل قدرت عبور الكترون‌های پر انرژی از نمونه نازك.

3- قابلیت بررسی سطوح انتخابی نمونه به دلیل وجود حالت بررسی با پراش الكترون‌ها.

مقایسه TEM با OM

به طوور كلی میكروسكوپ الكترونی عبوری (TEM) مشابه میكروسكوپ نوری (OM) است با این تفاوت كه در آن به جای نور با طول موج حدود Å 5000 از الكترون‌هایی با طول موج حدود Å  05/0 برای روشن كردن نمونه استفاده می‌شود. این امر به میكروسكوپ امكان می‌دهد كه از نظر تئوری دارای قدرت تفكیك 10⁵ با بهتر از میكروسكوپ نوری گردد. اما در عمل به علت محدودیت‌های مربوط به طراحی عدسی‌ها و روش‌های نمونه‌گیری، قدرت تفكیك تنها به Å 2 می‌رسد كه به نسبتی در حدود 1000 مرتبه از قدرت تفكیك میكروسكوپ نوری بهتر است. در كارهای روزمره قدرت تفكیك TEM حدود Å10 است. قدرت تفكیك زیاد میكروسكوپ عبوری در مقایسه با میكروسكوپ نوردی امكان كاربرد آن برای بررسی رزساختار فلزات را فراهم می‌سازد. زیرا امكان مشاهدة اجزای نمونه تا ابعاد اتمی را میسر می‌نماید.

این قدرت تفكیك مسلماً بدون زحمت و صرف وقت قابل دستیابی نیست، اما به‌هر حال در دسترس متالورژیست‌ها قرار دارد. بزرگنمایی زیاد نیز برای استفاده كامل از قدرت تفكیك میكروسكوپ ضروری است. با وجود این حتی با بزرگنمایی‌های حدود 1000 نیز نتایج TEM به مراتب روشن‌تر از نتایج میكروسكوپ نوری است. پرتوی روشن‌كننده در TEMالكترون و در OM، امواج نوری مركب است. یك عدسی الكترونی ساده قادر است بزرگنمایی را حدود 50 تا 200 برابر افزایش دهد.

اجزای میكروسكوپ الكترونی عبوری TEM Parts

در شكل اجزای اصلی یك میكروسكوپ الكترونی عبوری نشان داده شده‌است. این طرح بنا به مورد كاربرد، به منظور به‌كارگیری انواع اثرات متقابل الكترون و نمونه اصلاح یا ترمیم‌شده و به تجهیزات كمكی و ویژه مجهز می‌گردد. همان‌طور كه مشاهده می‌شود از اجزای اصلی یك دستگاه TEM، می‌توان تفنگ الكترونی، عدسی جمع‌كننده، ردیف‌كننده پرتو، نگهدارنده نمونه، عدسی شیئی، عدسی تصویری، سیستم‌های ازبین برنده آلودگی، پرده فلورسنت و دوربین عكاسی را برشمرد. كل سیستم در خلاء حداقل ^4-10  تور قرار دارد تا مسیر آزاد طولانی برای الكترون‌ها موجود باشد. در شكل (3) نیز مسیر حركت پرتوهای الكترونی نشان داده شده‌است.