Ein Transmissions-Elektronenmikroskop nutzt hochenergetische Elektronen, die eine dünne Probe durchdringen, um Bild- und Beugungsinformationen mit atomarer bis nanometermäßiger Auflösung zu erzeugen. In der Werkstoffwissenschaft erlaubt es die Analyse von Kristallstruktur, Phasen, Versetzungen, Korngrenzen und Nanopartikeln mittels Hell-/Dunkelfeldabbildung, HRTEM, STEM, EDX- und EELS-Spektroskopie.