众所周知，显微镜的发明将人们的视野从宏观带向了微观世界，而原子力显微镜AFM的出现，更是人类观察微观世界的又一里程碑。
在医学的诊断中，原子力显微镜可以更为直观的观测到细胞膜原子量级的变化，能有效的帮助医生对病例的进一步诊断。
在心血管系统的研究中，科研人员利用原子力显微镜对免腹主动脉内皮细胞进行观察，在一个反应了内皮细胞的相关特性，在用原子力显微镜测量静息培养及剪切应用下的牛主动脉内皮细胞的局部力学特征。并且利用原子力显微镜AFM，得出血管内皮细胞表面存在醛固酮受体。
在消化系统的应用中，原子力显微镜可以对肝内皮细胞窦孔进行观察。在呼吸系统中，利用原子力显微镜，联合TEM对TM进行研究。原子力显微镜较早的应用于神经系统中，观测比较人类正常神经细胞和神经肿瘤细胞表面的形态结构。利用原子力显微镜AFM在血液系统的研究中观测人外周血淋巴细胞活化48小时内的形态变化，得出淋巴细胞再受刺激后形貌发生明显变化，细胞表面超微结构也趋于复杂，出现免疫突触。利用原子力显微镜观测膀胱癌病人BIU-87活细胞的超微结构。在眼科应用中，得力于原子力显微镜AFM的观测，证明透明质酸酶处理的标本较唾液酸酐酶处理标本细胞表面及形态变化较少，更接近于固定的未处理的内皮细胞真实形态。
所以，在医学的研究中，原子力显微镜起到了重要作用，能够观测细胞膜原子量级的变化，对于疑难杂症的进一步确诊和研究，起到很大的辅助作用。