掃描電鏡以其高的分辨率，良好的景深及簡易的操作等優勢在材料學、物理學、化學、生物學、考古學、地礦學、食品科學、微電子工業以及刑事偵查等領域有廣泛的應用。它可以對組織進行形貌分析，斷口分析，元素定性和定量分析以及晶體結構分 析，現將掃描電鏡在各領域的具體應用總結如下。

1.1 材料學

1.1.1 納米材料

掃描電鏡可直接觀察納米材料的結構，顆粒尺寸 、分布 、均勻度及團聚情況 ，結合能譜還能對納米材料的微區成分進行分析，確定納米材料的組成。

納米材料的性質與其組成和表面形貌有很大的關系，利用掃描電鏡分析納米材料，可建立起納米材料種類、微觀形貌與宏觀性質之間的聯系，對于改進合成條件，制備出具有優異性能的納米 材料有很重要的指導意義。

1.1.2 高分子材料

岣掃描電鏡能直接觀察高分子材料如均聚物，共聚物和共混物的顆粒，塊體，纖維，膜片和其產品的微觀形貌以及增強材料如粉體顆粒和纖維在母體內的分散狀態。

掃描電鏡（SEM）也可以觀察到高分子材料老化，疲勞，拉伸以及扭轉過程中斷口斷裂與擴散過程，從而有助于對其斷裂原因，模式與機制進行分析。

1.1.3 金屬材料

1）掃描電鏡可對金屬材料的微觀組織（如馬氏體，奧氏體，珠光體，鐵素體等）進行顯微結構及立體形態的分析。

2）掃描電鏡可以分析金屬材料表面磨損，腐蝕和形變（例如多晶位錯與滑移）情況； 觀察金屬材料的斷口形貌，揭示其斷裂機理（解理斷裂，準解理斷裂，韌窩斷裂，沿晶斷裂，疲勞斷裂）； 鋼鐵產品質量與缺陷分析（例如氣泡、顯微裂紋、顯微縮孔等）。

3）掃描電鏡與能譜相結合可確定金屬與合金各元素偏析情況，觀察金屬間化合物相，碳化物相，氮化物相和鈮化物相，并進行成分識別；鋼鐵組織晶界上夾雜物或者第二相的觀察與成分識別；零部件失效分析（例如畸變失效、斷裂失效、磨損失效與腐蝕失效），并可識別失效零件表面析出物與腐蝕產物。 另外，針對拋光金屬樣品采用掃描電鏡（SEM）和EBSD相結合的方法可以進一步分析其晶體結構。

1.1.4 陶瓷材料

掃描電鏡可對陶瓷材料的原料，成品的顯微結構及缺陷等進行分析，觀察陶瓷材料中的晶相，晶體大小，雜質，氣孔及孔隙分布情況，晶粒的取向以及晶粒的均勻度等情況。

1.1.5 生物材料

掃描電鏡可用于觀察生物活性鈦材料和生物陶瓷材料以及這些材料經過特殊處理后的表面形貌以及羥基磷灰石或細胞在這些材料表面的生長情況。

此外，掃描電鏡還能用于觀察水凝膠的孔洞結構，膠原的纖維結構，人工骨的孔分布情況以及磁性生物顯影材料的尺度及包覆情況等，為改善合成工藝，制備性能優異的生物材料提供了依據。

1.2 物理學

通過表面處理（例如沉積出不同組成，形態及厚度的膜層以及光刻蝕表面等等）可以有效地提高材料硬度和光學物理性能。通過掃描電鏡可以對鍍膜表面形貌，斷口膜層形貌進行觀察，并對膜厚進行測量；可以觀察到光刻蝕之后試樣表面形貌變化情況等等。

1.3 生物學

掃描電鏡可用于觀察生物的精細結構及復雜的立體表面形態。它可對藻類、花粉表面溝紋的精細結構，癌細胞的表面變化，細胞、細菌在生命周期中的表面變化進行觀察。此外，掃描電鏡與現代冷凍技術的結合（通過樣品冷凍斷裂暴露不同層面，如膜之間，細胞之間和細胞器之間的結構）可以獲得生物樣品完整的剖面，對研究一些生物樣品的內部結構提供了支持。

1.4考古學

掃描電鏡結合能譜可以對出土的文物進行無損的顯微結構分析和化學成分鑒定。它可對金幣、銀幣和銅幣表面進行分析，確定其金、銀和銅純度及含量，為分析當時的鑄造工藝提供證據；可分析古字畫、窯胎釉所用顏料的種類和配比。為進一步判斷其來源和破解制備工藝提供參考；可分析織物，判定織物材質，織法工藝，為織物的保護和修復提供有力幫助。

1.5 地礦學

1）掃描電鏡能分析礦物表面形貌，組織和組成。通過掃描電鏡（SEM）觀測礦物微區變化能為礦物成巖環境與歷史演化分析提供證據；能觀測粘士礦物形態，分布，性質與共生組合等特征，為粘土礦物成因與地球化學背景分析奠定基礎；能分析儲集巖礦物組成，結構構造，孔隙類型與成因等特征，并為儲層優劣評價提供參考。

2）掃描電鏡可以研究巖土組成，構造和堅固性。可用來觀測宇宙塵，隕石及月巖等的形態特征，構造，以便對推斷其成因和認識寧宙提供了有效資料；可以對古微生物化石形態，排列方式進行研究，對測定地質年代及地層形成古地理環境等提供數據。

1.6 微電子工業

半導體器件性能與穩定性與器件表面微觀狀態有關。掃描電鏡可用于半導體二極管、三級管、集成電路或者液晶顯示器的失效分析、微觀形貌的觀察以及失效點和缺陷點的查找與觀測，準確測量器件微觀幾何尺度及表面點位分布情況等，并與能譜相結合也可以分析污染物中各要素。有利于失效原因的分析、制備工藝的完善和有效措施預防事故。

1.7 刑事偵查

掃描電鏡應用于刑事偵查，其特點是用量少、對檢材無損害，可用來檢驗射擊殘留物、爆炸殘留物、油漆、涂料、文書、金屬附著物、刮擦／撬壓痕跡、毒物、生物類物證（土壤、植物組織、纖維、骨、組織和毛）。通過觀察、比對這批物證微觀形貌，并結合能譜進行成分分析，可為調查提供線索或證實作案提供科學依據。