光学显微镜的发明使科学家们能够研究细胞、细菌和人体的生理。但到了20世纪20年代，光学显微镜己不能满足医学研究的需要了。
     普通光学显微镜通过提高和改善透镜的性能，使放大率达到500－1000倍左右，但一直末超过2000倍。这是由于普通光学显微镜的放大能力受光的波长的限制。光学显微镜是利用光线来看物体，为了看到物体，物体的尺寸就必须大于光的波长，否则光就会“绕”过去。理论研究结果表明，普通光学显微镜的分辨本领不超过200微米，有人采用波长比可见光更短的紫外线，放大能力也不过再提高一倍左右。
为了从更高的层次上研究物质的结构，必须另辟蹊径，创造出功能更强的显微镜。
     20世纪20年代法国科学家德布罗意发现电子流也具有波动性，其波长与能量有确定关系，能量越大波长越短，比如电子经1000伏特的电场加速后其波长是0.388埃，用10万伏电场加速后波长只有0.0387埃，于是科学家们就想到是否可以用电子束来代替光波？这是电子显微镜即将诞生的一个先兆。
用电子束来制造显微镜，关键是找到能使电子束聚焦的透镜，光学透镜是无法会聚电子束的。
    1926年布什（H.Busch）发表了一篇有关磁聚焦的论文，指出电子束通过轴对称电磁场时可以聚焦，如同光线通过透镜时可以聚焦一样，因此可以利用电子成像。磁场显示出透镜的作用，称为 “磁透镜”。这为电子显微镜作了理论上的准备。
研制电子显微镜的历史可以追溯到19世纪末。人们在研究阴极射线的过程中发现阴极射线管的管壁往往会出现阳极的阴影。1897年布劳恩设计并制成了最初的示波管。这就为电子显微镜的诞生准备了技术条件。
    1928年，德国柏林工科大学的年轻研究员恩斯特·卢斯卡用电子代替光制作了一个显微镜，能够把实物放大17倍。尽管放大率微不足道，但它却证实了使用电子束和电子透镜可形成与光学像相同的电子像。经过不断地改进，1933年，他制成了二级放大的电子显微镜，获得了金属箔和纤维的1万倍的放大像。
     1937年应西门子公司的邀请，卢斯卡建立了超显微镜学实验室。1939年西门子公司制造出分辨本领达到30埃的世界上最早的实用电子显微镜，并投入批量生产。
    1939年，科学家能看到的己不只是细胞，而是细胞内部的结构。到了1965年，加利福尼亚大学用一个三维电子显微镜将神经细胞放大了2万倍。 
     我国在1958年成功地研制了第一台电子显微镜。今天的电子显微镜能放大1000多万倍。电子显微镜的出现使人类的洞察能力提高了好几百倍，不仅看到了病毒，而且看见了一些大分子，甚至一些经过特殊制备的某些类型材料样品里的原子，也能够被看到。

JEOL公司研制的1250kV超高压透射电镜JEM-ARM1250