STEM成像不同于一般的平行電子束TEM， EDS 成像，它是利用會聚的電子束在樣品上掃描來完成的。在掃描模式下，場發射電子源發射出電子，通過在樣品前磁透鏡以及光闌把電子束會聚成原子尺度的束斑。電子束斑聚焦在試樣表面后，通過線圈控制逐點掃描樣品的一個區域。在每掃描一點的同時，樣品下面的探測器同步接收被散射的電子。對應于每個掃描位置的探測器接收到的信號轉換成電流強度顯示在熒光屏或計算機顯示器上。樣品上的每一點與所產生的像點一一對應。從探測器中間孔洞通過的電子可以利用明場探測器形成一般高分辨的 明場像。環形探測器接受的電子形成暗場像。