對于大家經(jīng)常常見的顯微鏡，原子力顯微鏡以其高的空間分辨率、廣泛的試驗對象、制樣方法的簡易性及試驗環(huán)境的多樣性等特點而備受青睞。其在材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的研究上發(fā)揮著重大作用。

1、高的空間分辨率

原子力顯微鏡的放大倍數(shù)遠遠超過其他顯微鏡：光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)一般都超不過1000倍;電子顯微鏡的放大尤限為10^6倍;而原子力顯微鏡的放大倍數(shù)能高達10^10倍，比電子顯微鏡放大能力高10^4倍。高的分辨率使原子力顯微鏡可直接觀察物質(zhì)的分子和原子，這就為人類對微觀世界的進一步探索提供了理想的工具。

2、廣泛的試驗對象

原子力顯微鏡可對導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體材料進行研究，如金屬、陶瓷、半導(dǎo)體材料;原子力顯微鏡能對物理材料、化學(xué)材料進行測量，如礦物、紙張、涂料、無機物、有機高分子等;原子力顯微鏡能對生物樣品進行測量，如植物、動物、細菌的組織、細胞、細胞器、生物大分子等;可也對表面軟硬不同的樣品進行測量，如金剛石、牙齒骨骼、皮膚組織、凝膠、腫瘤細胞等;亦可對不同狀態(tài)的物質(zhì)進行測量，如薄膜、顆粒物質(zhì)、液晶態(tài)物。但掃描隧道顯微鏡只能對表面導(dǎo)電的物質(zhì)進行表征，電子顯微鏡也要求對樣品進行復(fù)雜的前處理。

3、簡單易行的制樣過程

 在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，各種顯微鏡對其觀察的樣本有不同的要求：電子顯微鏡的樣品要進行固定、脫水、包埋、切片、染色等一系列處理，因此電子顯微鏡只能觀察死的細胞或組織的微觀結(jié)構(gòu);激光掃描共聚焦顯微鏡的樣品要經(jīng)過特殊的熒光染色，所以其應(yīng)用受限于熒光探針技術(shù)的發(fā)展;掃描隧道顯微鏡要求物質(zhì)具有表面導(dǎo)電性，否則得進行鍍金處理，過程十分麻煩;而樣本只需稍加固定處理便可在原子力顯微鏡下進行觀察。

4、多樣的試驗環(huán)境

 原子力顯微鏡的工作環(huán)境十分豐富，既可以在真空中，也可以在大氣中工作;可以在干燥氣體氛圍中進行，也可以進行濕度控制;既可以對樣品加熱，也可以對樣品冷卻;既可以對樣品進行氣體噴霧，也可以在溶液中觀察樣品。在大氣條件或溶液中都能進行，這就為生命科學(xué)的研究提供了尤大的便利結(jié)合上述制樣特點，原子力顯微鏡能觀察生理狀態(tài)下的生物樣品及其動態(tài)過程，并可考察環(huán)境對其生理狀態(tài)的影響。對于其它材料亦可研究它們隨環(huán)境變化而發(fā)生的物化性質(zhì)改變的規(guī)律。