Un faisceau incident constitué d'électrons balaie la surface de l'échantillon. Les principaux signaux issus de l'interaction électron / matières sont :
- les électrons rétro-diffusés,
- les électrons secondaires,
- les rayons X.
L'imagerie (contraste topographique) est obtenue après traitement des signaux des électrons secondaires ou rétrodiffusés.
Les rayons X conduisent au profil analytique élémentaire de la zone observée.