原子力顯微鏡是用來研究固體材料的表面結(jié)構(gòu)一種分析儀器，包括絕緣體。它通過對待測樣品表面與微力傳感元件之間極弱的原子相互作用進(jìn)行檢測，以此來對材料的表面結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究。
微懸臂對弱力非常敏感，因此如果微懸臂一端固定，而另一端的靠近樣品時，就會與樣品發(fā)生相互作用，而力的作用會讓微懸臂發(fā)生變形，其運動狀態(tài)也會改變。在掃描樣品時，如果需要知道獲得力的分布信息，可以利用傳感器來檢測這些變化，因此納米級分辨率的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)信息就可以獲取，以及表面粗糙度信息也可以獲取。
原子力顯微鏡的主要組成部分中的微懸臂運動如果和樣品之間有短程斥力存在，那么通過檢測斥力來得到表面原子分辨率圖像。正常情況下，分辨率也是在納米級。AFM測量對樣品沒有特殊要求，可以測量固體表面、吸附系統(tǒng)等。
AFM與SEM相比較而言存在很多優(yōu)勢。
?、匐娮语@微鏡只能提供二維圖像，而AFM能提供真實的三維表面圖像。
?、谕瑫r，AFM不需要對樣品進(jìn)行任何特殊處理，如鍍銅、鍍碳等，避免對樣品造成不可逆的損害。
?、垭娮语@微鏡需要在高真空環(huán)境下工作，而原子力顯微鏡在常壓甚至液體環(huán)境下也能很好地工作。這樣一來，它就可以用來研究生物大分子，甚至是活的生物組織。
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