电子显微镜（Electron Microscope，简称EM）是应用电子束与物质间相互作用，在高真空环境下，将物质的微观结构放大下的一种高分辨率显微镜。电子显微镜主要由电子源、透镜系、检测系统三部分组成。
电子源是电子显微镜最重要的部件，其通过加热钨丝或其它金属使其发射出高速电子，形成电子束。透镜系用于聚焦电子束，包括磁透镜、电透镜等。检测系统用于观测电子与物质的相互作用结果，包括像差调节系统、感应探针等。
由于电子波长与光波相比极小，电子显微镜分辨率比光学显微镜高得多。其中透射电子显微镜（TEM）用于观察材料的内部结构，扫描电子显微镜（SEM）则可用于观察材料表面形貌和元素分布。
电子显微镜应用广泛，包括材料科学、生物医学、纳米技术等领域。