Anders als im TEM, gibt es im REM keine Objektiv- und Projektionslinsen. Man spricht hier von einem mehrstufigen Kondensorlinsensytem, wobei die Endlinse für die intensive Bündelung des primären Elektronenstrahls verantwortlich ist. Der Durchmesser dieses punktförmigen Strahls entscheidet neben der Materialbeschaffenheit der Probe über das Auflösungsvermögen. Die Auflösungsgrenze liegt im Idealfall bei 1- 2nm. Eine hohe Auflösung ist nur bei einem kreisrunden Strahl zu erwarten. Kommt es durch Linsenfehler zu einem Astigmatismus, muss dieser mittels Auflösungsstandards (Goldinseln, Zinninseln) korrigiert werden. Das gilt auch für Bildverzerrungseffekte bedingt durch die i.d.R. geneigte Probe im Strahlengang. Die Korrektur von Abbildungsfehlern ist eine wichtige Bedingung für morphometrische Analysen. Grundsätzlich wird im REM mit einer elektrischen Spannung von bis zu 30kV gearbeitet. Durch das punkt- und zeilenweise Abrastern der Probe kommt es zur Streuung von Elektronen und Freisetzung von Sekundärelektronen, die über Detektoren gemessen werden. Der gemessene Strom pro Pixel wird dann elektronisch zu einem hochauflösenden Bild zusammengefügt. Im REM lassen sich aufgrund emittierter Röntgenstrahlung, die je Element ein charakteristisches Spektrum generiert, auch Elementanalysen durchführen. In diesem Fall kommt ein EDX-Detektor (Energiedispersive Röntgenspektroskopie; EDX) zum Einsatz. Für die Überprüfung der Lage der EDX Spektren und der Detektorleistung werden spezielle EDX-Kalibrierstandards herangezogen.