De acordo com About.com, o microscópio TEM foi co-inventado em 1931 pelos alemães Ernst Ruska e Max Knoll. Em 1986, Ruska recebeu metade do Prêmio Nobel de Física por sua participação no invenção.
Um microscópio eletrônico de transmissão utiliza elétrons acelerando-os dentro do vácuo até que seu comprimento de onda seja apenas um centésimo milésimo da luz branca. Os feixes focalizam uma amostra e são espalhados ou absorvidos pelas partes da célula para formar a imagem. É possível para um microscópio eletrônico de transmissão visualizar um objeto tão pequeno quanto o diâmetro de um átomo. Uma desvantagem dos microscópios eletrônicos de transmissão é que nenhum espécime vivo pode sobreviver em seu alto vácuo, portanto, esses microscópios não podem ser usados para estudar os movimentos de uma célula viva.