原子力顯微鏡的工作原理非常簡單。先將需要觀察的樣品放置在載物臺上。然后使尖部鋒利的懸臂在表面上逐行通過，對樣品進行光柵掃描。在掃描過程中，激光束落在涂有反射材料的尖部背面。激光束從閃亮的表面反射并落在光電探測器屏幕上。

當尖部遇到樣品表面上的凸塊或凹陷時，它會偏離其原始位置，導致激光束也移動。這種移動由光電探測器檢測到并發送到高增益放大器電路。

添加一些增益并將信號轉換為可處理的實體后，放大器將其傳遞到計算機，整理整個掃描過程中接收到的信號，并*終提供表面的 3D 輪廓。