Không giống như kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng để quan sát mẫu, kính hiển vi điện tử quét (SEM) dùng các điện tửđể tạo hình ảnh của mẫu vật. SEM có độ
phân giải lớn hơn rất nhiều lần so với kính hiển vi quang học do các điện tử có bước sóng nhỏ hơn 100.000 lần so với bước sóng ánh sáng. SEM cũng rất có ích trong việc nghiên cứu cấu trúc bên ngoài của các bào tử nấm.
Độ phân giải tốt nhất của một kính hiển vi quang học là 0,2 µm hay 200 nm. Độ
phân giải của SEM có thểđạt tới 3 - 6 nm, tốt hơn 100 lần so với kính hiển vi quang học. Kính hiển vi điện tử quét cung cấp các hình ảnh bề mặt chi tiết, rõ nét và có chiều sâu hơn kính hiển vi quang học, điều đó cũng có nghĩa là cùng một lúc có thể
quan sát được nhiều mẫu hơn.
SEM dùng một chùm điện tửđể quét bề mặt mẫu vật, tạo ra các hình ảnh không gian ba chiều của mẫu vật. Các điện tử có kích thước rất nhỏ và dễ dàng đi lệch hướng do sự tác động của các phân tử khí trong không khí. Vì vậy, để các điện tử có thể tiếp cận mẫu vật, hệ thống ống bắn điện tử và buồng mẫu vật đều được bảo quản trong môi trường chân không.
Để giữ nguyên vẹn cấu trúc của mẫu sinh học trong điều kiện chân không, phải làm khô mẫu cẩn thận bằng carbon dioxide (CO2) lỏng trong hệ thống máy gọi là máy làm khô tới hạn (critical point dryer). Thông thường, mẫu được cốđịnh trên một mẩu kim loại (thanh gá mẫu) dùng băng dính 2 mặt đặc biệt, sau đó tiêu bản được mạ một lớp kim loại mỏng, ví dụ như vàng để kích thích tính dẫn điện. Bào tử nấm gỉ sắt và than đen có thành dày không cần phải làm khô tới hạn và có thể được mạ kim loại ngay sau khi mẫu được cốđịnh trên thanh gá mẫu.