要回答這個問題，我們先得問一問：我們是怎樣判斷某個物體有多大的？
從某一物體的兩側射到我們眼中的光線，會對我們的眼睛形成一個角度。根據這個角度的大小，我們就能夠判斷出那個物體的視大小。
但是，如果這些光線在到達我們的眼睛之前，先通過一個凸透鏡，那麼，這些光線就會受到某種方式的偏折，從而使它們在我們眼中形成的角度變得大一些。這樣一來，我們通過這種透鏡所看到的物體似乎變大了，並且它的每一個部分也似乎變大了。這樣，我們就有了「放大鏡」。
用幾個透鏡組合起來，就有可能把物體放大幾千倍，並且清楚地看到一些小到遠非肉眼所能看到的細部。這時，我們所碰到的是一台利用光波來工作的光學顯微鏡，過這種顯微鏡，我們可以看見像細菌那樣小的物體。
我們能夠把透鏡一個個疊在一起，最後做成一台能把物體放大得非常大，使我們能夠看到比細菌小得多的物體，甚至連原子也看得見的顯微鏡嗎？
很遺憾，這是做不到的。即使我們把一些最完美的透鏡用最完善的方法組合起來，也無法製成這樣的顯微鏡。光是由一定波長的電磁波構成的（波長約1/125,000厘米），比它再小的東西就什麼也看不清楚了。光波已經大到足以「跳過」一切比它自身小的東西了。
不錯，有幾種電磁波的波長要比可見光短得多。X射線的波長就只有可見光波長的萬分之一。可惜，X射線會徑直穿過我們所想看到的那些東西。
但是，不是還有電子嗎？電子是一種粒子，但它們的行為也像波一樣。它們的波長大致和X射線差不多，但電子不會徑直穿過我們所想看到的那些東西。
假定有一束光投射在某一物體上。這個物體會吸收光，並且投下一個陰影。我們通過比較亮光和陰影，就看到那個物體。如果把一束電子投射到某一物體上，這個物體也將吸收電子，並投下一個「電子陰影」。在使用電子束的情況下，要是我們想用眼睛直接去看它，那是很危險的。但是，我們可以用照相底片把物體拍攝下來。電子陰影可以告訴我們那個物體具有什麼形狀，要是物體的某些部分對電子的吸收比其他部分強一些或弱一些，那麼，這種照片甚至還可以說明物體的一些細節。
但是，要是那個物體非常小，那會怎麼樣呢？如果我們用的是光束，我們可以利用透鏡使光束以某種方式偏折，從而把物體的外觀放大。我們不能用普通透鏡使電子束偏折，不過，我們還有別的東西可以利用。電子是帶有電荷的，這就是說，它們在磁場中將沿著彎曲的路徑行進。如果我們所採用的磁場具有適當的強度和形狀，就可以用透鏡操縱光束那種辦法去操縱電子了。
簡單地說，這時我們就有了一台「電子顯微鏡」，它利用的是電子束，正像「光學顯微鏡」所利用的是光束那樣。
不同的地方在於，電子的波長要比普通光的波長短得多，因此，電子顯微鏡能夠為我們顯示出像病毒那樣細微的物體，而光學顯微鏡卻做不到這一點。