原子力显微镜对比于现有的其它显微工具，以其高分辨、制样简单、操作易行等特点而备受关注，并在生命科学、材料科学等领域发挥了重大作用，极大地推动了纳米科技的发展，促使人类进入了纳米时代。
AFM原子力显微镜中针尖与样品之间的作用力
原子力显微镜检测的是微悬臂的偏移量，而此偏移量取决于样品与探针之间的相互作用力。其相互作用力主要是针尖Z后一个原子和样品表面附近Z后一个原子之间的作用力。
当探针与样品之间的距离d较大(大于5nm)时，它们之间的相互作用力表现为范德华力。可假设针尖是球状的，样品表面是平面的，则范德华力随1Pd2变化。如果探针与样品表面相接触或它们之间的间距d小于0.3nm，则探针与样品之间的力表现为排斥力。这种排斥力与d13成反比变化，比范德华力随d的变化大得多。探针与样品之间的相互作用力约为10^-6~10^-9N，在如此小的力作用下，探针可以探测原子，而不损坏样品表面的结构细节。
简而言之，AFM原子力显微镜的原理是：将一个对微弱力及其敏感的长为100-200微米的Si或Si3N4材料的微悬臂一端固定，另一端有一个针尖，针尖与样品表面轻轻接触，针尖原子与样品表面原子间的及其微弱的作用力，使微悬臂发生弯曲，通过检测微悬臂背面反射出的红色激光光点在一个光学检测器上的位置的变化可以转换成力的变化(被反射激光点位置变化或是微悬臂梁弯曲的变化与力的变化成正比)，通过控制针尖在扫描过程中作用力的恒定同时测量针尖纵向的位移量，从而Z终还原出样品表面的形貌像。