1、基本工作原理：扫描探针显微镜是利用探针和样品表面的原子分子间的相互作用，即当探针与样品表面的尺度差不多在纳米时，能够形成各种相互作用的物理场，然后通过检测相应的物理量，*后得到了样品的表面形貌。
2、扫描探针显微镜的系统组成为扫描仪，探头，控制器，位移传感器，检测系统以及图像系统。
控制器通过扫描器沿垂直方向移动样品，使探头和样品间的距离一直处于在一个固定值上；同时，控制器在X-Y水平面移动样品，使探头能够按照路径扫描样品表面。扫描探针显微镜是在稳定探针和样品之间的距离的条件下，检测探针和样品之间的相互作用的相关物理信号，在相互作用物理量稳定的情况下，在垂直方向上通过位移传感器检测探针和样品之间的距离。图像系统能够通过检测信号（或者是探头和样品间的距离）对样品表面进行成像。
根据探针和样品的相互作用之间的不同物理场，把扫描探针显微镜分成不同系列的显微镜。AFM原子力显微镜与STM扫描隧道显微镜都属于扫描探针显微镜，是两种不同的扫描探针显微镜。扫描隧道显微镜检测样品的表面结构，主要是通过测量探针与样品之间的隧道电流来检测的。原子力显微镜是通过光电位移传感器来检测探针和样品间的相互作用力引起的微悬臂梁变形。