越是精密的仪器，其对测试样品及测试条件的要求就越苛刻，如电子显微镜对样品百般挑剔，对测试环境要求真空低温。但一体式原子力显微镜似乎是个异类，无需特殊制样过程，能够在大气环境下对一般样品进行无损测试，却可以实现原子级的高分辨率。从这点来看，afm原子力显微镜，是一种非常友好的观察方法。
在选好模式下针前，需要先找到样品表面，调好焦距。扫描范围先设置为0，当针尖接触到样品表面后，再扩大扫描范围，保护下针时不破坏针尖。
在原子力显微镜下看样品表面是否干净平整，如果有污染或不平整，需要重新制样。虽然针尖能测试的有效高度为6微米，水平范围100微米。但事实上，水平和高度方面任接近何一个值，所测得的图象效果将很差，且针尖很容易破坏和磨损。
为了得到好的图象，需要调好数值，一般来说调电压效果会好一些。探针在多次使用后或样品表面比较粗糙，扫描范围太小时，重合会比较困难，可以增大扫描范围或将样品烘干后再测。测试时应保持安静，空调等低频噪音也会影响测试；如果环境太吵，可以降低图象分辨率，减小外界的影响，或降低扫描频率。
一体式afm原子力显微镜包含了关于样品和针尖间相互作用的必要信息，当微悬臂固定端被垂直接近，然后离开样品表面时，微悬臂和样品间产生了相对移动。而在这个过程中微悬臂自由端的探针也在接近、甚至压入样品表面，然后脱离，此时会测量并记录了探针所感受的力，从而得到力曲线。这个技术可以用来测量探针尖和样品表面间的排斥力或长程吸引力，揭示定域的化学和机械性质，像粘附力和弹力，甚至吸附分子层的厚度。如果将探针用特定分子或基团修饰，利用力曲线分析技术就能够给出特异结合分子间的力或键的强度，其中也包括特定分子间的胶体力以及疏水力、长程引力等。
样品与针尖之间的相互作用由范德华力控制，通常为10-12N，样品不会被破坏，而且针尖也不会被污染，特别适合于研究柔嫩物体的表面。这种操作模式的不利之处在于要在室温大气环境下实现这种模式十分困难。因为样品表面不可避免地会积聚薄薄的一层水，它会在样品与针尖之间搭起一小小的毛细桥，将针尖与表面吸在一起，从而增加对表面的压力。