扫描探针显微镜是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜（原子力显微镜，静电力显微镜，磁力显微镜，扫描离子电导显微镜，扫描电化学显微镜等）的统称，今天简单介绍几种扫描探针显微镜的形貌像测量模式。
原子力显微镜（AFM）/接触模式：在AFM接触模式下，通过偏转悬臂检测和测量样品表面原子与探针尖部原子间的相互作用力。反馈系统将保持该偏转恒定，同时扫描样品表面以观察形貌。
动态力显微镜（DFM）：当探针接近样品表面时，悬臂会不断振动。探针和样品的原子之间存在相互作用力，使悬臂大幅振动。因此，在扫描和观察样品表面时，需要维持作用力恒定。
扫描隧道显微镜（STM）：对金属探针和导电性样品之间施加偏压，当二者距离小于几纳米时，检测（控制隧穿电流恒定的情况下扫描样品表面）探针和样品之间通过的隧穿电流。观察样品形貌以及电学状态。
样品智能扫描（SIS）：在SIS模式下，探针接近各个测量点获取样品的形貌以及物性信息，然后探针缩回并移动到下一个测量点。可以根据样品表面信息自动调整扫描速度，十分智能。SIS通过减少探针尖部与样品之间的接触，解决了传统SPM中遇到的难题。特别是对于柔软的材料、粘合剂以及高度差较大的样品也可以实现稳定测试。电流模式下测试柔软材料时，SIS可以稳定采集样品的形貌信息，而且不会损伤样品。SIS也适用于相位模式（PM）:SIS-PM排除了对样品形貌的影响，不会产生PM图像伪影。SIS-Topo*扫描运动轨迹的示意图：只有在获得数据时探针和样品才会接触。当水平方向高速扫描样品，感知到即将与样品碰撞时，探针会自动抬起，调整高度，扫描下一个测定点。