扫描探针显微镜主要可以分为扫描隧道显微镜（STM），原子力显微镜（AFM），力调制显微镜（FMM），相位检测显微镜（PDM）、静电力显微镜（EFM）、电容扫描显微镜（SCM）、热扫描显微镜（SThM）和近场光隧道扫描显微镜（NSOM）等各系列显微镜。下面来简单介绍其中的几种。
1、扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜的基本原理是基于量子隧道效应。当探针的针尖与样品之间的距离足够小的时候（＜0.4nm），在探针针尖与样品间施加一个偏置电压，就会产生隧道效应，电子在探针针尖和样品之间流动，形成隧道电流。
2、原子力显微镜
原子力显微镜的基本原理是由样品表面的原子排列产生的“凸凹不平”，当探针在水平方向进行扫描时，针尖与样品表面之间的距离在垂直方向便会产生变化。由物理学理论可以知道，当探针针尖与样品表面较近的时候，其之间会产生一个原子间力。针尖和样品之间垂直方向的变化距离形成针尖和试样面间原子间力的变化。变化的原子间力使得悬臂梁在垂直方向上发生振动，因此，采用激光束的偏转能够检测出这个变化的原子间力。把激光束的偏转信号传入到计算机中进行处理，就能够得到试样面的表面信息。
3、静电力显微镜
静电力显微镜中，探针针尖与样品的接触情况是非接触型。当探针在样品表面上进行扫描的时候，由于样品上电荷密度的差异，探针与样品之间形成的静电力随着扫描区域的改变而变化，因此，通过测量悬臂梁的振幅变化量可以获得样品表面的电荷分布情况。