原子力顯微鏡具有超高的空間分辨率，放大倍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往的顯微鏡：光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)一般不超過1000倍;電子顯微鏡的放大倍數(shù)的極限也就是100萬倍;而原子力顯微鏡的放大倍數(shù)是電子顯微鏡的1000倍，高達(dá)10億倍，也就是說可以直接觀察到物質(zhì)的分子和原子，為人類提供了探索微觀世界的理想工具。

原子力顯微鏡具有廣泛的研究對(duì)象，原子力顯微鏡不僅可以對(duì)導(dǎo)體、半導(dǎo)體進(jìn)行研究，還可以對(duì)絕緣體材料進(jìn)行研究，如：各種金屬、半導(dǎo)體材料、陶瓷等;另外原子力顯微鏡還可以對(duì)生物樣品進(jìn)行研究，如動(dòng)植物或細(xì)菌的組織、細(xì)胞、生物大分子等。

原子力顯微鏡的制樣過程簡(jiǎn)單易行，只需對(duì)樣品稍加固定便可進(jìn)行觀察。而其它顯微鏡對(duì)觀察的樣品卻要進(jìn)行繁瑣的處理，如在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，電子顯微鏡B須對(duì)樣品進(jìn)行脫水、包埋、切片、染色、固定等處理;激光掃描共聚顯微鏡B須對(duì)樣品進(jìn)行特殊的熒光染色;掃描隧道顯微鏡要求樣品的表面具有導(dǎo)電性，否則就得進(jìn)行鍍金處理。

除上述優(yōu)點(diǎn)，原子力顯微鏡還具有多樣的試驗(yàn)環(huán)境。既可以在真空中試驗(yàn)，也可以在大氣中，甚至還可以在溶液中觀察樣品，同時(shí)對(duì)溫度沒有特殊要求，高溫、低溫皆可以進(jìn)行。

原子力顯微鏡和掃描電子顯微鏡的對(duì)比

原子力顯微鏡是以掃描隧道顯微鏡基本原理發(fā)展起來的掃描探針顯微鏡。原子力顯微鏡可以檢測(cè)很多樣品，提供表面研究和生產(chǎn)控制或流程發(fā)展的數(shù)據(jù)，這些都是常規(guī)掃描型表面粗糙度儀及電子顯微鏡所不能提供的。那么這二者之間的優(yōu)缺點(diǎn)到底有哪些呢?

原子力顯微鏡相對(duì)于掃描電子顯微鏡具有許多優(yōu)點(diǎn)。不同于掃描電子顯微鏡只能提供二維圖像，原子力顯微鏡提供真正的三維表面圖。同時(shí)，原子力顯微鏡不需要對(duì)樣品的任何特殊處理，如鍍銅或碳，這種處理對(duì)樣品會(huì)造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。掃描電子顯微鏡需要運(yùn)行在高真空條件下，原子力顯微鏡在常壓下甚至在液體環(huán)境下都可以良好工作。這樣可以用來研究生物宏觀分子，甚至活的生物組織。

和掃描電子顯微鏡(SEM)相比，原子力顯微鏡的缺點(diǎn)在于成像范圍太小、速度慢，受探頭的影響太大。

原子力顯微鏡與掃描隧道顯微鏡相比，由于能觀測(cè)非導(dǎo)電樣品，因此具有更為廣泛的適用性。當(dāng)前在科學(xué)研究和工業(yè)界廣泛使用的掃描力顯微鏡，其基礎(chǔ)就是原子力顯微鏡。