Tỷ số tương phản được định nghĩa là tỷ số giữa điểm có cường độ sáng nhất với điểm có cường độ tối nhất mà thiết bị hiển thị có khả năng tạo ra. Tỷ số này phản ánh sự thay đổi tín hiệu từ điểm này tới điểm khác, có thể được biểu diễn như sau: C = S/Saverage trong đó S là độ chênh lệch cường độ tín hiệu giữa hai điểm, Saverage là cường độ tín hiệu trung bình. Tương phản có thể tăng cường được bằng việc tăng sự chênh lệch tín hiệu giữa điểm sáng nhất và điểm tối nhất. Sự thay đổi tín hiệu cũng phản ánh sự thay đổi thành phần thực tế trong mẫu, khi vận hành cần cố gắng để tối ưu độ tương phản. Tuy nhiên, việc tăng tương phản quá cao sẽ không thấy được sự thay đổi tinh tế trong mẫu. Độ tương phản phụ thuộc vào:
Số điện tử tín hiệu phát ra từ mẫu. Mức độ nhiễu và tỷ số tín hiệu/nhiễu
Các điện tử này tới detector dễ dàng như thế nào.
Hiệu suất của detector trong việc ghi lại các điện tử đập vào.
Độ tƣơng phản nhỏ nhất
Đối với 2 đối tượng nhỏ để nhận ra trên nền nhiễu ngẫu nhiên, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ chênh lệch tín hiệu phải nhỏ hơn ít nhất 5 lần mức nhiễu tức là: n S S S A B 5 (2.23)
Chia cả hai vế cho SA ta có:
n n n S S S S S C A B A A 5 5 min (2.24)
Khi tiến hành chụp ảnh SEM các mẫu vật, để tìm ra các đối tượng có kích thước nhỏ và tương phản thấp, cần dùng dòng chùm cao và tốc độ quét thấp. Thực tế, một số ảnh SEM không thể hiện một vài chi tiết mong đợi nào đó của mẫu không có nghĩa là mẫu không có chi tiết đó (nói chung, khi làm việc với độ phóng đại cao, cần có dòng chùm rất thấp để có đường kính chùm hội tụ nhỏ nhằm tăng khả năng phân giải).