電子顯微鏡：不用可見光來穿透組織，而改用電子束來打，可用來觀看細胞中的胞器，甚至（較進步的電顯）可看到單一大分子。
分成掃瞄式與穿透式兩種。

穿透式電子顯微鏡：檢體的處理原則與光學顯微鏡類似，但需要更細緻的固定。常用的電顯用固定液包括醛類（glutaraldehyde、paraformaldehyde）、四氧化鋨 （osmium tetroxide）與高錳酸鉀（Potassium Permanganate，KMnO4），它們的穿透力比福馬林更差，因此浸泡時組織塊要更小（1 mm 立方）。
包埋亦改成特殊塑膠，夠硬可切成 25~100 nm 的薄片，且不會吸收電子束。染色使用重金屬。