Nguyờn tắc cơ bản của hiển vi điện tử quột là dựng chựm điện tửđể tạo ảnh của mẫu nghiờn cứu. Ảnh đú khi đến màn huỳnh quang cú thể đạt độ phúng đại theo yờu cầu. Phương phỏp này cho phộp xỏc định hỡnh dạng và kớch thước tinh thể của sản phẩm kết tinh cần nghiờn cứu.
Chựm điện tửđược tạo ra từ Catot (sỳng điện tử) qua 2 tụ quang sẽđược hội tụ lờn mẫu nghiờn cứu. Chựm điện tử này được quột đều lờn mẫu. Khi chựm điện tử đập vào mẫu, trờn bề mặt mẫu phỏt ra cỏc điện tử phỏt xạ thứ cấp. Mỗi một điện tử phỏt xạ này qua điện thế gia tốc vào phần thu và biến đổi sẽ biến thành một tớn hiệu ỏnh sỏng, chỳng được khuếch đại, đưa vào mạng lưới điều khiển tạo độ sỏng trờn màn ảnh. Độ sỏng tối trờn màn ảnh tựy thuộc lượng điện tử phỏt ra và tới bộ thu, và phụ thuộc tỡnh trạng bề mặt mẫu nghiờn cứu. Do cú khả năng hội tụ chựm tia nờn chựm điện tử cú thể đi sõu vào trong mẫu, cho phộp nghiờn cứu cả phần bờn trong của vất chất.
Hiển vi điện tử quột thường được sử dụng để nghiờn cứu kớch thước và hỡnh dạng tinh thể vật chất do nú cú khả năng khúng đại ảnh và tạo ảnh mầu rất rừ nột và chi tiết.
Trước khi chụp ảnh SEM, nếu mẫu dẫn điện thỡ khụng cần gia cụng mẫu, cũn mẫu cỏch điện thỡ cần được rửa sạch bằng Etanol, phõn tỏn mẫu, sấy khụ và phủ một lớp vật liệu dẫn điện cực mỏng lờn bề mặt như cacbon, vàng.., để trỏnh tớch điện trờn bề mặt mẫu.
Ngoài việc cú thể chụp được hỡnh dạng bề mặt của cỏc chất nghiờn cứu, phương phỏp phõn tớch huỳnh quang tia X (EDX) là một phần trong phõn tớch SEM. Phương phỏp này đỏnh giỏ được thành phần cỏc nguyờn tố trong mẫu phõn tớch theo cường độ phản xạ lại của cỏc ion hoặc nguyờn tử.