由于電子在空氣中行進的速度很慢，所以必須由真空系統保持電鏡的真空度，否則，空氣中的分子會阻撓電子束的發射而不能成像。用兩種類型的真空泵串連起來獲得電子顯微鏡鏡筒中的真空，當電子顯微鏡啟動時，第一級旋轉式真空泵(rotarypump)獲得低真空，作為二級泵的預真空；第二級采用油擴散泵(oildiffusionpump)獲得高真空。
掃描電鏡使用高能電子束對物體進行掃描成像，為了保證成像分辨率，需要把電子束像光束一樣準直和聚焦。而如果不是真空或者真空度不夠的話，高能的電子束撞在空氣分子上被吸收或散射，準直性被破壞掉，沒有辦法成像。

真空有兩個作用：一個是可以防止空氣分子對電子的散射，導致電子束不能良好聚焦；還有一個是避免與空氣分子碰撞后電子能量的損失。
真空對于電子顯微鏡的重要性：真空對電子顯微鏡有非常重要的作用。電子顯微鏡工作時，整個電子束路徑與待分析的樣品一起都會置于高真空的環境，如果真空度不夠高，電子槍的柵極與陽極間可能會產生極間放電進而燒斷燈絲，電子束與殘留空氣粒子發生碰撞還會導致散射，這種散射會導致電子束中的電子無法到達樣品，或者分析失真。
電子顯微鏡對真空的要求：為了使電子束中的電子盡量不受阻礙地移動，電子顯微鏡的真空度通常需要達到1E-7mbar量級的高真空，甚至1E-10mbar量級的超高真空；除了真空度，真空泵工作時的振動水平也非常關鍵。由于電子束的截面小，在樣品上的定位精度很高，只有處于振動水平極低的環境中，才能保持這種精度；另外，為了避免油蒸汽污染樣品或顯微鏡內部元件，最好采用無油干式的真空泵。

審核編輯 黃宇