开尔文探针技术首先是由W.汤姆孙在1898年提出，随后L.开尔文完善发展的一种测量真空或空气中金属表面电子逸出功（表面功函）的方法，1932年W.A.齐斯曼进一步完善与发展使其更加精准，从而促使开尔文探针成为一种有效和广泛的测量方法。开尔文探针已经广泛应用于界面科学研究，包括吸附、电池系统、催化、微电子、高分子半导体、传感器、表面物理/化学和腐蚀与防护等诸多领域。开尔文探针与其他扫描微探针技术相比有许多显著的特点：①可在真空、空气和液体以及不同温度和压强等各种环境下使用；②测试灵敏度高，其灵敏度远高于X光电子能谱、俄歇电子能谱和电子发射等方法；③原位无损，非接触式测量是其主要优点。开尔文探针技术已有初期的静态开尔文探针体系发展到扫描开尔文探针体系，可获得三维功函分布图。最新的应用趋势主要体现在复合探针技术的联合使用，如开尔文探针与原子力显微镜技术结合，形成开尔文探针力显微镜，同时测定表面形态和电势分布，进一步拓展开尔文探针应用范围。

开尔文探针测量本质是测量两个表面的伏打电势（volta potential）差。当探针置于被观察表面近处，探针与相邻表面形成电容。通过振动探针改变探针与被研究表面的距离，可产生交流电，其大小取决于伏打电势差。通常选用具有固定表面势材料（如Ni/Cr）作为开尔文探针，从而测得的局部伏打电势差仅取决于样品的表面电势。20世纪80年代，M.施特拉特曼将开尔文探针引入到金属腐蚀研究中，改进开尔文探针为参比电极，直接获得液膜下金属的电极电势，实现金属大气腐蚀的电化学测量。

典型材料表面功函的测量：①微/纳米结构材料表面电子功函数的开尔文探针测量；②半导体表面光伏行为的开尔文探针测量。
　　腐蚀与防护领域的应用：①涉及气相环境中金属/气相组分相互作用过程电化学和腐蚀行为特征；②气相环境电偶腐蚀及应力腐蚀行为研究；③气相缓蚀剂性能和作用机理；④金属表面物理化学污染行为及成膜行为；⑤涂层失效行为与涂层性能评价；⑥薄液膜（液膜厚度2～3000微米）下金属的电化学行为（极化曲线、电化学阻抗）测量。