Kính hiển vi điện tử có độ phân giải cao hơn kính hiển vi ánh sáng, dẫn đến chi tiết mẫu vật được xem tốt hơn nhiều. Mặc dù kính hiển vi điện tử có thể phóng đại mẫu vật lên đến 2 triệu lần, nhưng ánh sáng kính hiển vi có lợi khi xem các tế bào sống.
Kính hiển vi điện tử sử dụng chùm điện tử thay vì ánh sáng để đạt được độ phóng đại. Để làm điều này, các electron đi qua một mảnh mỏng của mẫu vật. Các bước sóng của chùm điện tử nhỏ hơn nhiều so với ánh sáng, cho phép phân giải tốt hơn. Do khả năng đạt đến mức độ phân giải cấp tính như vậy, nên có thể nhìn thấy hình dạng của một mẫu vật. Mặc dù chi tiết hữu hạn có lợi trong nhiều trường hợp, mẫu vật được xem dưới kính hiển vi điện tử phải được cố định trong quá trình chuẩn bị để cấu trúc không bị xáo trộn, điều đó có nghĩa là mẫu vật sẽ không còn sống và chỉ có thể quan sát các đặc điểm hình ảnh của nó.
Kính hiển vi ánh sáng hoạt động trên cơ sở nhiễu xạ. Để đạt được độ phóng đại, ánh sáng đi qua hoặc phản xạ khỏi mẫu vật trước khi truyền qua thấu kính quang học. Trong những điều kiện nhất định, có thể xem các tế bào sống và các chức năng sinh học của chúng, chẳng hạn như lượng thức ăn và sự phân chia tế bào. Người xem cũng có thể theo dõi protein và quan sát chuyển động của tế bào.
