扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope, SEM）是二十世纪六十年代发展起来的一种应用电子物理学和半导体技术的高级显微镜。相比传统的光学显微镜，SEM可以放大数万倍以上，能够用于观察微纳米级别的微小物体，分析材料表面的形貌、粒径和组成，并能生成微米级精度的三维图像。在材料科学、生物科学和纳米技术领域以及电子、航空、能源等产业中都有广泛应用，是现代科学技术的重要工具。
扫描电子显微镜的工作原理是利用电子束与样品表面的相互作用来获取微小物体的信息，从而生成其对应的图像。电子束在样品表面扫描时，会与样品表面原子、分子间的相互作用产生多种反应，包括电子的散射、透射、反射和辐射等，接收仪器可以通过探测这些反应来获取样品表面的详细信息。扫描电子显微镜的分辨率可以达到纳米级别，甚至可以单个原子的分辨，这种高分辨率可以在微观尺度上揭示物质的性质和行为。
不同于传统的光学显微镜，扫描电子显微镜不需要将样品切割或染色，只需要对样品表面进行处理保持其原始状态，从而得到可靠的分析数据。扫描电子显微镜在材料科学中的应用包括纳米材料的设计和合成、表面形貌的分析、材料缺陷和疲劳的研究等。在生物科学中，扫描电子显微镜被广泛应用于细胞形态和结构的研究，病原微生物的诊断，药物的研发等领域。
