Mit Hilfe eines Elektronenstrahles wird die Oberfläche der zu untersuchenden Probe abgerastert. Das hierbei entstehende Signal wird zur Darstellung der Topographie der Probe benutzt.
Beim Auftreffen des Elektronenstrahls werden jedoch auch einige Elektronen reflektiert bzw. rückgestreut. Diese Elektronen können zur Anfertigung von sog. Rückstreuelektronenbildern (BSE-Bildern) verwendet werden (BSE)
Des Weiteren entsteht Röntgenstrahlung die zur chemischen Analyse der vom Elektronenstrahl abgerasterten Bereiche verwendet werden kann (REM/EDX, REM/WDX)
Auf diese Weise kann die Oberfläche eines Materials Punkt für Punkt abgerastert werden und für jeden Punkt die chemische Zusammensetzung ermittelt werden (Element mapping; Line scan)
Mittels hochauflösendem REM können auch Strukturen im Nanometerbereich visuell dargestellt werden (HREM)