Un microscopio electrónico de transmisión puede alcanzar un aumento de hasta 500,000 veces el de un ojo humano y mil veces el aumento de un microscopio compuesto. El microscopio electrónico de transmisión no usa una lente estándar para completar sus ampliaciones; en su lugar, utiliza un haz monocromático de electrones que pasa a través de un campo magnético, que actúa como una lente.
Las muestras que se ven en este tipo de microscopio son extremadamente delgadas, de modo que los electrones pueden interactuar con el elemento cuando lo atraviesan. El microscopio puede enfocar tan pequeño como una sola columna de átomos. Estos resultados se ven a través de una cámara, normalmente de tipo CCD, una pantalla fluorescente o una película fotográfica. La ampliación en el microscopio se puede ajustar simplemente cambiando la cantidad de corriente que corre a través de la bobina o las lentes, dependiendo de la configuración de cada microscopio en particular.
Normalmente, hay tres lentes en un microscopio electrónico de transmisión, que incluyen el condensador, el objetivo y los lentes del proyector. El condensador crea el rayo antes de pasar a las lentes del objetor para llevarlo al foco correcto a medida que pasa a través del objeto que se está viendo. Las vigas del proyector, como su nombre indica, procesan la imagen en un dispositivo de imágenes como la cámara CCD o la película fotográfica.