1、照明源不同
电子显微镜所用的照明源是电子枪发出的电子流，而光学显微镜的照明源是可见光(日光或灯光)，由于电子流的波长远短于光波波长，故电子显微镜的放大及分辨率显着地高于光镜。
2、透镜不同
电子显微镜中起放大作用的物镜是电磁透镜(能在中央部位产生磁场的环形电磁线圈)，而光学显微镜的物镜则是玻璃磨制而成的光学透镜。电子显微镜中的电磁透镜共有三组，分别与光学显微镜中聚光镜、物镜和目镜的功能相当。
3、成像原理不同
在电子显微镜中，作用于被检样品的电子束经电磁透镜放大后打到荧光屏上成像或作用于感光胶片成像。其电子浓淡的差别产生的机理是，电子束作用于被检样品，入射电子与物质的原子发生碰撞产生散射，由于样品不同部位对电子有不同散射度，故样品电子像以浓淡呈现。而光学显微镜中样品的物像以亮度差呈现，它是由被检样品的不同结构吸收光线多少的不同所造成的。
4、分辨率
光学显微镜因为光的干涉与衍射作用，分辨率只能局限于02-05um之间。电子显微镜因为采用电子束作为光源，其分辨率可达到1-3nm之间，因此光学显微镜的组织观察属于微米级分析，电子显微镜的组织观测属于纳米级分析。
5、景深
一般光学显微镜的景深在2-3um之间，因此对样品的表面光滑程度具有极高的要求，所以制样过程相对比较复杂。扫描电镜的精神则可高达几个毫米，因此对样品表面的光滑程度几何没有任何要求，样品制备比较简单，有些样品几何无需制样。体式显微镜虽然也具有比较大的景深，但其分辨率却非常的低。放大倍数：光学显微镜有效放大倍数1000X。电子显微镜有效放大倍数。
6、所用标本制备方式不同
电子显微镜观察所用组织细胞标本的制备程序较复杂，技术难度和费用都较高，在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作，最后还需将包埋好的组织块放人超薄切片机切成50～100nm厚的超薄标本片。而光镜观察的标本则一般置于载玻片上，如普通组织切片标本、细胞涂片标本、组织压片标本和细胞滴片标本。可达到1000，000X
7、应用领域
光学显微镜主要用于光滑表面的微米级组织观察与测量，因为采用可见光作为光源因此不仅能观察样品表层组织而且在表层以下的一定范围内的组织同样也可被观察到，并且光学显微镜对于色彩的识别非常敏感和准确。电子显微镜主要用于纳米级的样品表面形貌观测，因为扫描电镜是依靠物理信号的强度来区分组织信息的，因此扫描电镜的图像都是黑白的，对于彩色图像的识别扫描电镜显得无能为力。扫描电镜不仅可以观察样品表面的组织形貌，通过使用EDS、WDS、EBSD等不同的附件设备，扫描电镜还可进一步扩展使用功能。通过使用EDS、WDS辅助设备，扫描电镜可以对微区化学成分进行分析，这一点在失效分析研究领域由为重要。使用EBSD，扫描电镜可以对材料的晶格取向进行研究。
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