分辨能力是電子顯微鏡的重要指標，電子顯微鏡的分辨能力以它所能分辨的相鄰兩點的*小間距來表示，即稱為該儀器的*高點分辨率：d=δ。顯然，分辨率越高，即d的數值（為長度單位）愈小，則儀器所能分清被觀察物體的細節(jié)也就愈多愈豐富，也就是說這臺儀器的分辨能力或分辨本領越強。

　　分辨率與透過樣品的電子束入射錐角和波長有關。可見光的波長約為300～700納米，而電子束的波長與加速電壓有關。依據波粒二象性原理，高速的電子的波長比可見光的波長短，而顯微鏡的分辨率受其使用的波長的限制，因此電子顯微鏡的分辨率（0.2納米）遠高于光學顯微鏡的分辨率（200納米）。當加速電壓為50～100千伏時，電子束波長約為0.0053～0.0037納米。由于電子束的波長遠遠小于可見光的波長，所以即使電子束的錐角僅為光學顯微鏡的1%，電子顯微鏡的分辨本領仍遠遠優(yōu)于光學顯微鏡。光學顯微鏡的*大放大倍率約為2000倍，而現(xiàn)代電子顯微鏡*大放大倍率超過300萬倍，所以通過電子顯微鏡就能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點陣。

　　1960年代透射電子顯微鏡的加速電壓越來越高來透視越來越厚的物質。這個時期電子顯微鏡達到了可以分辨原子的能力。

　　1980年代人們能夠使用掃描電子顯微鏡觀察濕樣本。

　　1990年代中電腦越來越多地用來分析電子顯微鏡的圖像，同時使用電腦也可以控制越來越復雜的透鏡 系統(tǒng)，同時電子顯微鏡的操作越來越簡單。