扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）都属于扫描探针显微镜（scanning probe microscopy,SPM)大家庭诞生较早（STM 出生于1982年，是**个扫描探针显微镜，AFM出生于1986/87年，两者都是Binning et al.首创)有两种代表性。
下图从三个方面简要描述了扫描隧道显微镜和原子力显微镜的一些特点：
扫描（scanning）：用于成像的探针在样品表面移动指显微镜。通常有以下两种模式：
constant interaction mode: 保持针尖和样品表面的相互作用(隧道电流)STM，原子间力之于AFM）值是恒定的，通常与针尖和表面之间的距离有关。当针尖在时xy当轴向移动时，为了保持电流或原子间作用力的值不变，探针(或样品表面)将在样品表面波动z调整轴向方向，其运动轨迹可形成反应表面拓扑性质的图像。constant height mode：保持针尖和样品表面距离不变（z值不变)，针尖在xy轴方向运动，针尖和样品表面的相互作用的值会发生变化，其数值经过转化可以形成图像反应表面结构。
探针（probe）：常用的探针有两种
cantilever based probe：用于AFM。不能直接测量原子间作用力，AFM使用的探针是一个附着在弹性悬臂上的小针尖，可以反射激光。随着针尖的移动，针尖和样品表面的力使悬臂略有弯曲，导致激光反射路径的变化，从而获得样品的表面形状。conducting probe：用于STM。因为反馈信号是隧道电流，要求针尖和样品都要导电，所以STM金属是常用的探针（Au，W，Pt，Pt-Ir合金等)。而且电流可以直接和准确地检测，所以一般金属丝可以满足需求。
显微成像（microscopy）：既然叫显微镜，更重要的当然是成像，图像2D 3D都可以，挺酷的。当然，除了成像，SPM也可用于检测各种谱。AFM检测力曲线，STM测量隧道电流随距离的变化。
各种SPM技术的主要区别在于技术feedback signal(反馈信号？)差异。
STM的feedback signal是tunneling current（隧道电流）。这是一种基于量子隧道效应的现象——探针尖的波函数和基底原子之间的波函数在非常接近时相互叠加，可以使电子突破能量屏障，发生电子转移，从而在针尖和基底之间形成隧道电流。电流尺寸与针尖和基底之间的距离（指数关系）有关。通过保持针尖的相对高度，监测扫描表面时电流尺寸的变化（constant height mode）或保持电流值不变，检测针尖扫过表面时的轨迹（constant current mode），可以成像。因为测量的是电流，所以STM样品要导电。原理如下图所示:
AFM的feedback signal它是针尖与样品表面原子之间的相互作用力（因此被称为原子力显微镜）。相互作用力有很多种，如静电、范德瓦尔斯力等n多种，所以AFM不导电的样品可以观察到。然而，这种相互作用力不能像电信号那样直接检测，因此AFM在针尖上使用激光。当针尖因原子间力（重力和排斥力）而振动时，激光反射会相应变化。根据针尖是否与样品表面接触，AFM可以分为contact mode和tapping mode目前还有两种新的mode被开发出来(在下一组中使用一种新的mode，因为AFM样品不必具有导电性，因此AFM可用于检测生物样品，DNA RNA蛋白质，甚至细胞(实际上，STM也可以检测生物分子)。但由于技术限制，检测细胞的分辨率尚未达到分子尺度。
