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SEM掃描電鏡在各領域的具體應用總結如下。

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。

3、生物學

SEM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 。

4、考古學

SEM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。

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SEM掃描電鏡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。

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。SEM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。

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。