In situ TEM bezeichnet Transmissionselektronenmikroskopie, bei der Proben während externer Anregung wie Erwärmung, Verformung, elektrischer Bias oder Gasatmosphäre beobachtet werden. Spezielle Halter erlauben mechanische, thermische oder elektrochemische Experimente mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. So können dynamische Prozesse wie Phasenumwandlungen, Versetzungsbewegung, Diffusion, Korrosion oder Lithiation direkt auf der Nanoskala verfolgt und mit theoretischen Modellen korreliert werden.