1932年，Knoll 提出了SEM可成像放大的概念，并在1935年制成了极其原始的模型。
1938年，德国的阿登纳制成了第一台采用缩小透镜用于透射样品的SEM。由于不能获得高分辨率的样品表面电子像，SEM一直得不到发展，只能在电子探针X射线微分析仪中作为一种辅助的成像装置。此后，在许多科学家的努力下，解决了SEM 从理论到仪器结构等方面的一系列问题。
最早期作为商品出现的是1965年英国剑桥仪器公司生产的第一台SEM，它用二次电子成像，分辨率达25 nm，使SEM进入了实用阶段。
1968年在美国芝加哥大学，Knoll 成功研制了场发射电子枪，并将它应用于SEM，可获得较高分辨率的透射电子像。1970年他发表了用扫描透射电镜拍摄的铀和钍中的铀原子和钍原子像，这使SEM又进展到一个新的领域。
2021年，全数字化扫描电子显微镜新品在无锡惠山发布。
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