透射電鏡的結構及成像原理與光學顯微鏡基本相同,只是用電子束代替可見光,用電磁透鏡代替光學透鏡。由電子槍發射的電子束經加速后,通過聚光鏡會聚成一束很細的高能量電子束斑,電子束穿過試樣,將其上的細節通過由物鏡、中間鏡及投影鏡組成的成像系統成像,成像最終投射在熒光屏上形成可見的圖像供觀察或照像。電鏡的輔助系統比較復雜,包括真空、穩壓、氣動循環、控制及計算機等系統。