Просвечивающая электронная микроскопия является методом, который визуализирует образец с использованием электронного пучка (англ. TEM - Transmission electron microscopy). При просвечивающей микроскопии разрешение изображения составляет около 1-2 Å . Электроны высокой энергии (80 keV - 200 keV) передаются через электронно-прозрачные образцы (толщиной ~ 100 нм). ПЭМ имеет лучшее пространственное разрешение, чем СЭМ (англ, SEM - Scanning Electron Microscope), но требует более сложной подготовки образца.
Для достижения наилучших результатов в различных режимах работы ПЭМ предусмотрена возможность настройки и сохранения параметров линз, дефлекторных катушек (формирующих электронный пучок), разнообразных параметров электронного пучка и режимов формирования изображения.
Методами визуализации в просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) являются: дифракционный контраст, фазовый контраст и сканирующая просвечивающая электронная микроскопия (СПЭМ).