透射电镜，全称透射电子显微镜TEM(transmission electron microscope) 是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜，能提供极微细材料的组织结构、晶体结构和化学成分等方面的信息。
透射电子显微镜增加附件后，还可以进行原位的成分分析（能谱仪EDS/特征能量损失谱EELS）、扫描透射像（STEM）; 结合样品台设计成高温台、低温台和拉伸台，透射电镜还可以在加热状态、低温冷却状态和拉伸状态下观察样品动态的组织结构、成分的变化，使得透射电镜的功能进一步的拓宽。
这样一台仪器在不更换样品的情况下可以进行多种分析，尤其是可以针对同一微区位置进行形貌、晶体结构、成分（价态）的全面分析。
目前可以说没有其他科学仪器能够提供如此大范围的表征技术，同时具备有如此高的空间和分析分辨率，还能对各种技术进行全面定量的理解。
然而，和优点紧密相连的必然是一系列限制显微镜性能的缺点，了解仪器优点的同时，也必须意识到其不足。下面对其缺点做简要总结。
取样有限
高分辨成像技术的代价就是你每次只能看到样品的很小一部分。分辨率越高，设备取样的范围就越小。
常见块体样品减薄后的薄区一般只有几个到十几个μm的大小。
所以，在将样品放入TEM之前，最好要先用分辨率较低而取样能力较好的技术初步检查一下，比如：肉眼、光学显微镜、扫描电子显微镜等。
换句话说，就就好比是“在看一片叶片上的叶脉之前要先观察一下整个森林”。
解释透射像
透射电镜给出的是三维样品的二维投影像。虽然我们的眼睛和大脑会习惯性地理解反射光图像，但是会比较难理解TEM的透射图像。
Hayes （1980）通过两只并排犀牛的照片很好的说明了这个问题。
从投影图上看上去是一只双头怪兽。人的眼睛很容易辨别出这类图像中的投影假象，但在TEM图像中，类似的东西就很容易误认为是”真实的”结构特征。
正如Hayes所说“当我们看到这幅图时我们会发笑（因为我们理解它的三维本质），但当在TEM中看到类似的（或更容易误导）图像时，我们却会发表论文”，因此要小心TEM图像中的假象。
电子束损伤
电离辐照的一个负效应是样品损伤，特别是聚合物（以及大部分有机物）或者一些矿物类材料和陶瓷。
样品吸收能量后可能出现多种变化，比如温度升高、原子电离等等；而这些变化又可能引发更多相关变化，比如相变、缺陷移动、结构崩塌等。
电子束损伤随电压升高而加剧，电子束损伤限制了TEM的一些用途。在球差矫正电镜中，由于其电子束会聚能力强，电子束损伤可能更为严重。
电子束损伤前后对比图
样品制备
样品必须对电子束透明，则需要样品必须足够薄，使足够多的电子透过，才能保证CCD上的照射强度，在合理的时间内才能得到一个可解释的图像。
一般情况下，电子束透明样品厚度是电子能量和样品平均原子序数（Z）的函数。
一般要求厚度在100nm以下，当然不同材料要求也会有所区别。这显然远远低于通常块体材料的厚度的，所以需要经过对样品进行减薄这么一个复杂的工序。
减薄过程一般包含切割、磨抛、最终减薄等步骤，这实际上是对材料的破坏过程，这个过程有可能会使样品发生变化，以致最终看到的并非材料原先性质，而是制样过程引入的假象。
