电子探针分析是利用高能电子束作用于物质，使其产生特征X射线、俄歇电子等二次电子而进行的一种表面、微区分析方法。一般它与扫描电镜组合成电子探针分析仪。电子探针分析仪由电子枪、电子透镜、样品室、信号检测、显示系统及真空系统组成。电子枪用以发射具有一定能量的电子束，通过轴对称电场或磁场构成的电子透镜调节电子束的束斑的强度与大小。扫描发生器像电视屏幕图像产生方式似地按时间与空间的顺序把电子束打到样品室内的样品上，并随时收集所产生的二次电子。二次电子是电子束轰击到试样时逐出样品浅表层原子的核外电子。由于一定能量的电子束所逐出的二次电子的激发效率和样品元素的电离能以及电子束与样品的夹角有关，因此根据二次电子的强度可作形貌分析。当电子束在样品上扫描时与显示屏幕的扫描完全同步，即可保证样品上的“物点”与显示屏幕上的“像点”在时间与空间上一一对应，于是在显示屏幕上就得到一个反映样品表面形貌的放大图像。扫描电镜（SEM）一般具有大约1μm的分辨本领。放大倍数可高达15万倍（是人眼睛的分辨本领（0.2mm）的2万倍），所观察试样的景深大，图像富有立体感，可直接观察起伏较大的粗糙表面、金属断口、催化剂等形貌。若利用分光晶体来测定所产生的特征X射线波谱或者利用半导体检测特征X射线能谱，即测得不同波长或者不同能量及与它们相对的强度的信息，便可获取微区的成分的定性、定量的结果。电子探针可视为一种试样的无损分析法。