原子力显微镜本身的优势是其在生物学中得以迅速发展的主要原因：
①AFM原子力显微镜技术的样品制备简单，无需对样品进行特殊处理，因此，其破坏性较其它生物学常用技术(如电子显微镜)要小得多;
②原子力显微镜能在多种环境(包括空气、液体和真空)中运作，生物分子可在生理条件下直接成像，也可对活细胞进行实时动态观察;
③AFM原子力显微镜能提供生物分子和生物表面的分子/亚分子分辨率的三维图像;
④原子力显微镜能以纳米尺度的分辨率观察局部的电荷密度和物理特性，测量分子间(如受体和配体)的相互作用力;
⑤AFM原子力显微镜能对单个生物分子进行操纵;
⑥由原子力显微镜获得的信息还能与其它的分析技术和显微镜技术互补。
AFM原子力显微镜还具有对标本的分子或原子进行加工的能力，例如，可搬移原子，切割染色体，在细胞膜上打孔等等。综上所述，原子级的高分辨率、观察活的生命样品和加工样品的力行为成就了原子力显微镜的三大特点。