全自動掃描電鏡由電子槍和電磁透鏡兩部分組成，主要用于產生一束能量分布很窄的、電子能量確定的電子束用以掃描成像，熱發射電子需要電磁透鏡來成束，所以在用熱發射上。全自動掃描電鏡通常會配有兩組匯聚透鏡，匯聚透鏡是匯聚電子束，裝配在真空柱中，位于電子槍之下。通常不止有一個，并有一組匯聚光圈與之相配。但匯聚透鏡僅僅用于匯聚電子束，與成像無關 。

電子經過一系列電磁透鏡成束后，打到樣品上與樣品相互作用，會產生次級電子、背散射電子以及X射線等一系列信號，所以需要不同的探測器，例如次級電子探測器、X射線能譜分析儀等來區分這些信號以獲得所需要的信息，雖然X射線信號不能用于成像，但習慣上，仍然將X射線分析系統劃分到成像系統中。與普通光學顯微鏡不同，在全自動掃描電鏡中，是通過控制掃描區域的大小來控制放大率的，如果需要更高的放大率，只需要掃描更小的一塊面積就可以了。放大率由屏幕/照片面積除以掃描面積得到。

全自動掃描電鏡位于焦平面上下的一小層區域內的樣品點都可以得到很好的成像，這一小層的厚度稱為場深，通常為幾納米厚，所以可以用于納米級樣品的三維成像。工作距離指從物鏡到樣品高點的垂直距離，如果增加工作距離，可以在其他條件不變的情況下獲得更大的場深，如果減少工作距離，則可以在其他條件不變的情況下獲得更高的分辨率。全自動掃描電鏡電子和背散射電子可以用于成像，但后者不如前者，所以通常使用次級電子。

由于電子束只能穿透樣品表面很淺的一層，所以只能用于表面分析。表面分析以特征X射線分析常用，所用用到的探測器有兩種：能譜分析儀與波譜分析儀，前者速度快但精度不高，后者可以檢測到“痕 跡元素”的存在，但耗時會很長。了解其組成結構有利于我們更加合理的使用掃描電鏡，從而延長掃描電鏡的使用壽命及提高操作的準確度，目前全自動掃描電鏡被廣泛用于材料科學、冶金、 生物學、醫學、半導體材料與器件、地質勘探、病蟲害的防治、災害鑒定、寶石鑒定、工業生產中的產品質量鑒定及生產工藝控制等。

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