Ogólna zasada „geometryczna" mikroskopu elektronowego jest identyczna jak mikroskopu optycznego. Różnica polega na zastąpieniu wiązki światła widzialnego strumieniem rozpędzonych elektronów. Rolę soczewek w mikroskopie elektronowym spełniają soczewki elektromagnetyczne lub elektrostatyczne mogące zmieniać kierunek wiązki elektronów. Dlaczego zastąpienie fal elektromagnetycznych światła widzialnego strumieniem elektronów spowodowało tak znaczny postęp w możliwości uzyskiwania powiększeń? Jak już wspominaliśmy, obserwacje różnych struktur w mikroskopie możemy przeprowadzić pod warunkiem, że ich wymiary nie są mniejsze od wartości określanej jako zdolność rozdzielcza mikroskopu. Wartość ta, jak pamiętamy, dla mikroskopu optycznego wynosi 0,2, wyjątkowo 0,08 mikrona. Uzyskanie możliwości jej poprawienia prowadziłoby do ujawnienia nowych struktur, niewidocznych w mikroskopie optycznym z racji swych małych rozmiarów. Od czego więc ta zdolność rozdzielcza zależy i w jaki sposób można by ją poprawić? Zdolność rozdzielcza mikroskopu zależy głównie od długości fali elektromagnetycznej. Im fala jest krótsza, tym niższa jest zdolność rozdzielcza i tym wyższe może być maksymalne powiększenie, uzyskiwane za pomocą urządzenia mikroskopowego. Dla mikroskopu optycznego zdolność ta w przybliżeniu równa się połowie długości fali świetlnej. Ponieważ światło widzialne jest mieszaniną fal o długości od 0,4 do 0,8 mikrona, 0,2 mikrona — granica zdolności rozdzielczej mikroskopów optycznych stanowi właśnie połowę długości fal najkrótszych, odpowiadających barwie fioletowej. Próby zastosowania niewidzialnego pasma promieniowania elektromagnetycznego — promieni ultrafioletowych — doprowadziły do uzyskania wspomnianej poprzednio wartości 0,08 mikrona, która jest już nawet teoretycznie nie do przekroczenia dla aparatury optycznej. Rozpędzone elektrony odznaczają się właściwościami ruchu falowego. Długość fali, jaką przypisuje się elektronom, jest uzależniona od ich prędkości. Prędkość zaś ich jesteśmy w stanie zmieniać w dość dowolnych granicach, używając rozmaitych napięć przyspieszających bieg elektronów w kolumnie próżniowej. Przy napięciu np. 50 000 V mikroskop elektronowy wytwarza falę o długości ok. 0,05 A [1 A (angstrem) jest to 1/10 000 część mikrona, czyli 1/10 000 000 część milimetra], co umożliwia uzyskiwanie powiększeń do 80 000 razy oraz praktyczną zdolność rozdzielczą 10 — 20A. W porównaniu z mikroskopem optycznym, dla którego wartość ta, jak przypominamy, wynosi 2000 A, mikroskop elektronowy ma więc przeszło 100-krotnie lepszą zdolność rozdzielczą. Stąd też cząstki tyle razy mniejsze od widzialnych w mikroskopie optycznym mogą być rejestrowane w mikroskopie elektronowym. Elektrony oczywiście nie mogą być „widzialne" tak jak fala świetlna. Dlatego też obraz badanego obiektu powstaje w wyniku padania elektronów na ekran fluorescencyjny lub zostaje zanotowany na błonie fotograficznej. Dla wyobrażenia, czym jest wielkość 10 A, a więc wielkość cząstek, które mogą być badane za pomocą mikroskopu elektronowego, można przytoczyć, że odpowiada ona długości łańcucha złożonego z kilku kolejno ułożonych atomów. Aczkolwiek zalety mikroskopu elektronowego są oczywiste, jednakże trzeba podkreślić i stronę ujemną tej metody. Mikroskop elektronowy nie może być użyty do obserwacji komórek żywych, ponieważ badane przezeń obiekty muszą być umieszczone w rurze próżniowej. Poza tym elektrony nie mogą przenikać przez grube struktury komórkowe. Stąd konieczność utrwalania komórek i robienia z nich niezwykle cienkich skrawków, grubości ok. 100 A. Procedura ta niewątpliwie zmienia ich pierwotną strukturę, a obraz uzyskany w mikroskopie elektronowym nie jest dokładną kopią stosunków przestrzennych panujących w żywej komórce. Powróćmy jednak do obrazów uzyskanych za pomocą mikroskopu elektronowego, według których stworzono nowy schemat budowy „typowej" komórki, znacznie bogatszy w szczegóły od omówionego poprzednio. Zajmijmy się więc nim nieco dokładniej.