原子力顯微鏡是一種新型的高分辨率原子級表面分析儀。它不僅可以觀察導體和半導體材料狀掃描隧道顯微鏡的表面現象，還可以用來觀察玻璃和陶瓷等非導體表面的微觀結構。原子力顯微鏡AFM還可以直接觀察氣體、水和油中的物體而不受損傷，很大地拓展了微觀技術在生命科學、物理學、化學、材料科學和表面科學等領域的應用，具有廣闊的應用前景。

原子力顯微鏡的工作原理：

原子力顯微鏡AFM是利用自身對力敏感的探針針尖與樣品數據之間的相互影響作用力來實現表面成像的，記錄針尖向上和向下的軌跡，以獲取有關樣品表面形狀的信息。

原子力顯微鏡之間的力 F 與樣品與微懸臂變形 z 之間的力 F 遵循胡克的 F-k-z 定律，其中 k 是微懸臂的力常數。在 x、 y 掃描過程中，探測器與參考電平之間的距離保持不變，無反饋回路，可以直接測量微懸臂梁成像時的 z 向變形。因為這種方法不使用反饋回路，可以使用較高的掃描速度，通常在觀察原子時，分子比較多的使用，但對于表面起伏的樣品是不適合的。      

與電子顯微鏡相比，原子力顯微鏡AFM具有許多優點：如果樣品制備簡單，樣品傳導是否適合儀器；操作環境不受限制，即可以在真空中或大氣中進行；可以計算受測試區域的表面粗糙度值等。