Представлено фізичні принципи роботи електронних та зондових мікроскопів, описано їх будову та режими роботи. Зокрема, наведено опис просвічувального та сканувального електронних мікроскопів, тунельного та атомно-силового мікроскопа. Проаналізовано процеси, які лежать в основі аналітичної електронної мікроскопії та наведено ключові поняття оптичної мікроскопії. Розглянуто взаємодії падаючого пучка електронів з твердим тілом та механізми пружного та непружного розсіяння електронів. Описано генерацію електронного пучка та його фокусування. Розглянуто основи дифракції електронів, принцип роботи просвічувального та сканувального електронних мікроскопів та зондової мікроскопії. Наведено основи якісного та кількісного рентгенівського мікроаналізу масивних та тонких зразків. Також описано супутню аналітичну методику – спектроскопію енергетичних втрат електронів та розглянуто будову та принцип роботи тунельного та атомно-силового сканувальних мікроскопів. Особлива увага приділена безконтактному, контактному та напівконтактному режимам роботи атомно-силового мікроскопа.