Yra keletas skenuojamųjų mikroskopų tipų, įskaitant skenuojantį elektroninį mikroskopą, skenuojantį tunelinį mikroskopą ir atominės jėgos mikroskopą. Paprastai skenuojantys mikroskopai susideda iš zondo arba elektronų pluošto, kuris nuskaito mėginio paviršių. Sąveika tarp skenuojančio mikroskopo ir mėginio sukuria išmatuojamus duomenis, tokius kaip srovės pokytis, zondo nukrypimas arba antrinių elektronų susidarymas. Šie duomenys naudojami mėginio paviršiaus vaizdui sukurti atominiu lygiu.
Skenuojantis elektroninis mikroskopas yra vienas iš kelių tipų skenuojamųjų mikroskopų, naudojamų mėginiui vaizduoti. Mikroskopas aptinka signalus, atsirandančius dėl jo elektronų pluošto sąveikos su mėginio paviršiuje esančiais atomais. Paprastai gaminami kelių tipų signalai, įskaitant šviesą, rentgeno spindulius ir elektronus.
Šiuo mikroskopu galima išmatuoti kelių tipų elektronus, įskaitant perduodamus elektronus, atgal išsklaidytus elektronus ir antrinius elektronus. Paprastai skenuojantys elektroniniai mikroskopai turi antrinių elektronų detektorių, kurie yra išstumti elektronai, pagaminti iš pirminio spinduliuotės šaltinio, būtent iš elektronų pluošto. Antriniai elektronai suteikia informaciją apie fizinę paviršiaus struktūrą atominiu lygmeniu. Paprastai mikroskopas vaizduoja 1–5 nanometrų plotą.
Skenuojantys mikroskopai, kuriuose naudojamas zondas, pavyzdžiui, skenuojantis tunelinis mikroskopas, sukuria didesnės raiškos vaizdus nei skenuojantis elektroninis mikroskopas. Skenuojantis tunelinis mikroskopas turi laidų antgalį, kuris yra labai arti mėginio. Dėl įtampos skirtumo tarp laidžiojo antgalio ir mėginio elektronai tuneliuoja nuo mėginio iki galo.
Kai elektronai kertasi, susidaro tunelinė srovė, kuri matuojama. Judant laidus antgalis, srovė keičiasi, atspindėdama aukščio ar tankio skirtumus mėginio paviršiuje. Turint šiuos duomenis, sukuriamas paviršiaus vaizdas atominiame lygyje.
Atominės jėgos mikroskopas yra dar vienas skenuojantis mikroskopas, kuriame yra zondas. Jį sudaro konsolė ir aštrus antgalis, esantis šalia mėginio paviršiaus. Antgaliui artėjant prie bandinio, jėgos tarp antgalio ir bandinio priverčia konsolę nukrypti. Paprastai jėgos apima mechaninę kontaktinę jėgą, van der Waalso jėgą ir elektrostatinę jėgą.
Paprastai konsolės įlinkis matuojamas lazeriu, kuris yra sufokusuotas į viršutinį konsolės paviršių. Įlinkis atskleidžia fizinę paviršiaus formą tam tikrame taške. Ir mėginys, ir zondas perkeliami, kad būtų nuskaitytas visas paviršius. Iš lazeriu gautų duomenų sudaromas vaizdas.