Um microscópio eletrônico de transmissão pode atingir ampliações de até 500.000 vezes a de um olho humano e mil vezes a ampliação de um microscópio composto. O microscópio eletrônico de transmissão não usa uma lente padrão para completar suas ampliações; em vez disso, ele usa um feixe monocromático de elétrons que passa por um campo magnético, que atua como uma lente.
Os espécimes vistos neste tipo de microscópio são extremamente finos, de modo que os elétrons podem interagir com o item à medida que passam por ele. O microscópio pode focalizar tão pequeno quanto uma única coluna de átomos. Esses resultados são visualizados por meio de uma câmera, normalmente do tipo CCD, uma tela fluorescente ou filme fotográfico. A ampliação do microscópio pode ser ajustada simplesmente mudando a quantidade de corrente que passa pela bobina ou pelas lentes, dependendo da configuração de cada microscópio em particular.
Existem normalmente três lentes em um microscópio eletrônico de transmissão, que incluem o condensador, a objetiva e as lentes do projetor. O condensador cria o feixe antes de se mover para as lentes objetoras para trazê-lo para o foco correto ao passar pelo objeto que está sendo visualizado. Os feixes do projetor, como o nome sugere, processam a imagem em um dispositivo de imagem como a câmera CCD ou filme fotográfico.
