扫描隧道显微镜：亦称扫描穿隧式显微镜、隧道扫描显微镜。
是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。
它于1981年由格尔德・宾宁及海因里希・罗雷尔在IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明，两位发明者因此与恩斯特・鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。
使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一。
光学显微镜：是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。
扫描隧道显微镜主要有两种工作模式：恒电流模式和恒高度模式；恒电流模式的特点：利用一套电子反馈线路控制隧道电流I，使其保持恒定。
再通过计算机系统控制针尖在样品表面扫描，即是使针尖沿x、y两个方向作二维运动。
由于要控制隧道电流I不变，针尖与样品表面之间的局域高度也会保持不变，因而针尖就会随着样品表面的高低起伏而作相同的起伏运动，高度的信息也就由此反映出来。
这就是说，STM得到了样品表面的三维立体信息。
恒高度模式的特点：在对样品进行扫描过程中保持针尖的绝对高度不变；于是针尖与样品表面的局域距离将发生变化，隧道电流I的大小也随着发生变化；通过计算机记录隧道电流的变化，并转换成图像信号显示出来，即得到了STM显微图像。
这种工作方式仅适用于样品表面较平坦、且组成成分单一的情形。