原子力顯微鏡利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率。在微電子學、微機械學、新型材料、醫學等領域都有著廣泛的應用。
原子力顯微鏡是一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。它通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。將一對微弱力敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發生形變或運動狀態發生變化。
原子力顯微鏡掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面結構信息。它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運動檢測裝置、監控其運動的反饋回路、使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機控制的圖像采集、顯示及處理系統組成。微懸臂運動可用如隧道電流檢測等電學方法或光束偏轉法、干涉法等光學方法檢測，當針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時，檢測該斥力可獲得表面原子級分辨圖像，一般情況下分辨率也在納米級水平。原子力顯微鏡測量對樣品無特殊要求，可測量固體表面、吸附體系等。
怎樣使用原子力顯微鏡，才能較好地保護探針?
探針價格較為昂貴，操作可能損壞探針的時候應該緩慢、小心。在將樣品靠近探針的過程中，先順時針旋轉粗調旋鈕，在樣品距離探針約為1mm的地方改用細調旋鈕。調整細調旋鈕的時候，觀察控制機箱上的讀數。
在這個過程中，始終注意觀察，以免使得樣品過于靠近探針，壓壞探針。在測量過程中，注意掃描頻率不要太快，以免損傷探針。原子力顯微鏡使用完后，必須先逆時針旋轉細調旋鈕，再逆時針旋轉粗調旋鈕，以取出樣品，以避免對于探針的損傷。
