Microscoapele electronice funcționează în vid total pentru a preveni devierea electronilor de către moleculele de aer.

Microscopia electronică a fost revoluționată în 1931 de fizicienii germani Ernst Ruska și Max Knoll, care au creat primul prototip capabil să depășească limitele microscopiei optice. Principiul de funcționare se bazează pe lungimea de undă mult mai mică a electronilor față de fotoni, permițând o rezoluție de până la 0,05 nanometri.Un aspect critic este menținerea unui vid avansat, de obicei între 10^-4 și 10^-10 Pascali, în interiorul coloanei microscopului. Fără acest vid, electronii s-ar ciocni cu moleculele de gaz, fenomen numit împrăștiere elastică și inelastică, ceea ce ar duce la absorbția energiei și pierderea focusului.Această tehnologie este esențială în nanotehnologie și virusologie, permițând cercetătorilor să vadă structura internă a virusului SARS-CoV-2 sau a cristalelor de siliciu. În 1986, Ernst Ruska a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru această invenție care a transformat biologia celulară. Astăzi, companii precum Thermo Fisher Scientific și JEOL produc microscoape criogenice avansate care necesită sisteme de pompare a vidului extrem de complexe pentru a funcționa corect.