Atomauflösungsbildgebung bezeichnet mikroskopische Methoden, die atomare oder nahezu atomare räumliche Auflösung erreichen, etwa hochauflösende TEM/STEM, aberrationskorrigierte Elektronenmikroskopie oder Rastertunnelmikroskopie. Sie erlauben die direkte Visualisierung von Gitterplätzen, Versetzungen, Grenzflächen, Segregationen und Defekten. In Verbindung mit spektroskopischen Techniken (EELS, EDX) ermöglicht sie eine korrelative strukturelle und chemische Analyse auf atomarer Skala.