一般指电子线加速电压在200千伏以上的电子显微镜。现在是制作3000千伏的超高压电子显微镜。普通的电子显微镜可用于观察100纳米极薄的材料，而使用超高压电子显微镜就能进一步观察到更厚、更硬的材料。因为是超高压，所以可减少由电子线的非弹性散射对材料的损害，因而能观察到接近自然状态的材料。电压越高，电子线的波长就越短，因而提高了电子显微镜的分辨率，就有可能在分子水平或原子水平上观察生物体的结构因素。