其最大的特点是可在溶液环境中对研究体系进行实时、原位、三维空间微观分析和表征，检测并控制化学反应及过程的同时进行时间高空间分辨率成像。该系统主要由电化学系统和扫描电镜两大部分组成。电化学系统包括电化学工作站、电化学原位反应池，即通过微纳米加工技术将工作电极、参比电极和对电极三者放在一个微芯片反应池中；微芯片反应池可注入液体并进行封装后在扫描电镜高真空环境使用。通过电化学工作站设置相应的电势或者电流，对发生在芯片上电极表面的化学反应进行控制，联用扫描电镜即行扫描的功能，对电极材料结构、固液界面等在反应过程中的形貌变化进行成像并可通过能谱仪（energy dispersive spectrometer; EDS）对其化学组成进行实时分析。电化学原位扫描电镜反应池，通过光刻微加工制作了以硅片为顶板和底板、氮化硅为观察窗，金属为电极，可填充电解液的微型密封电解池（见图）。原位芯片电解池尺寸通常在几毫米长宽，反应池中间厚度在纳米至微米级别，分辨率可达纳米级别，因此常用于表征电沉积、电池材料循环过程等。

电化学扫描电镜的原位池示意图