接触模式：
接触模式是原子力显微镜Z直接的成像模式，探针针尖始终与样品表面保持紧密接触，而相互作用力是排斥力，扫描时，悬臂施加在针尖上的力有可能破坏试样的表面结构，因此力的大小范围在10-10～10-6 N。若样品表面柔嫩而不能承受这样的力，便不宜选用接触模式对样品表面进行成像。但是垂直方向上有明显变化的质硬样品，有时却更适于用接触模式扫描成像。
优点：
扫描速度快，是接触模式、非接触模式、轻敲模式三种模式中**能获得原子级分辨率的模式。
缺点：
针尖易受损，样品易变形，图像扭曲。
操作要点：
过大的作用力会损坏样品表面，但较大的的作用力通常可得到较佳的解析度。因此选择适当的的作用力，接触式的操作模式是十分重要的。
非接触模式：
为了解决接触模式可能损坏样品的缺点而发展来，利用原子间的长距离吸引力『范德华力』来运作，非接触模式探测试样表面时悬臂在距离试样表面上方5～10nm的距离处振荡，通常为10-12 N，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。
优点：
对样品完全没有损伤。
缺点：
分辨率低，扫描速度慢，不适用于液体中成像。
操作要点：
在大气中操作时，试片表面常会吸附一层水，所以在讨论探针和试片交互作用时，必须考虑探针与试片表面水膜间的毛细孔现象。
轻敲模式：
将非接触式加以改良，其原理是将探针与样品距离加近，然后增大振幅，使探针在振盪至波谷时接触样品，由于样品的表面高低起伏，使得振幅改变，再利用类似非接触式的迴馈控制方式，便能取得高度影像。因此当检测柔嫩的样品时，AFM原子力显微镜的轻敲模式是Z好的选择之一。
优点：
很好地消除了横向力的影响，降低了由吸附液层引起的力，图像分辨率高，适于观测软、易碎或胶黏性样品，不会损伤其表面。
缺点：
扫描速度慢。