原子力显微镜可以用于研究各种材料的表面结构和形貌，包括金属、半导体、绝缘体、高分子聚合物、生物分子等。AFM原子力显微镜可以观察到这些材料的表面粗糙度、几何形状和微观结构，并且还可以用于研究材料的物理性质，如弹性、硬度、粘附力等。
原子力显微镜的研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等，样品的载体选择范围很大，包括云母片、玻璃片、石墨、抛光硅片、二氧化硅和某些生物膜等。其中，Z常用的是新剥离的云母片，主要原因是其非常平整且容易处理。而抛光硅片Z好要用浓硫酸与30%双氧水的7∶3混合液在90℃下煮1h。利用电性能测试时需要导电性能良好的载体，如石墨或镀有金属的基片。试样的厚度，包括试样台的厚度，Z大为10mm。如果试样过重，有时会影响Scanner的动作，请不要放过重的试样。试样的大小以不大于试样台的大小（直径20mm）为大致的标准，稍微大一点也没问题。但是，Z大值约为40mm。如果未固定好就进行测量可能产生移位，请固定好后再测定。
此外，AFM原子力显微镜还可以用于研究纳米材料和纳米结构，例如纳米颗粒、纳米线、纳米片等材料的形貌和尺寸。在物理学领域，原子力显微镜被用于研究量子力学和表面物理现象，例如测量表面势垒、表面张力、摩擦力等物理量。
原子力显微镜可以在大气、控制气体、各种液体和电化学等环境下工作。其可控工作和成像温度范围是室温――250℃，温度误差±1℃。AFM原子力显微镜具有多种扫描成像模式，包括力－位移曲线、间歇接触成像模式、相位成像模式、侧向力成像模式和磁力工作模式等。同时，原子力显微镜还具有纳米表面加工功能。
总而言之，afm原子力显微镜是一种功能强大的表面分析工具，能够提供材料表面的详细信息，对于材料科学研究和应用具有重要意义。