應用原子力顯微鏡可研究活細胞或固定細胞如紅細胞、白細胞、細菌、血小板、心肌細胞、活腎上皮細胞及神經膠質細胞的動態(tài)行為。AFM原子力顯微鏡對體外動態(tài)細胞的分析具有非凡的能力。這些研究大都把樣品直接放置在玻片上，不需要染色和固定，樣品制備和操作環(huán)境相當簡單。用免疫膠體金標記細胞膜則打開了細胞表面抗原高分辨定位之門。原子力顯微鏡細胞成像如：用AFM原子力顯微鏡研究活腎上皮細胞，可在漿膜小斑上以50nm的分辨率觀察細胞骨架元素、漿膜淺凹和膜結合絲。用原子力顯微鏡觀察血小板的運動，可看到微絲結構、顆粒傳輸到細胞質外側及活化中細胞成份的再分配。游走上皮細胞的漿膜可用AFM原子力顯微鏡實時成像。