正如先有了光学显微镜的应用，才有19世纪中叶德国病理学家R.L.C.菲尔绍（图1）的细胞病理学说的创立；20世纪30年代电子显微镜的问世及超薄切片技术的建立，使病理研究由组织细胞水平推进至亚细胞水平，由此产生了超微结构病理学。

图1 R.L.C.菲尔绍

电子显微镜技术，通过由电子束和电子透镜组合成的电子光学系统的多极放大后，可以将微小物体放大成像，极大地提高了分辨率。透射电子显微镜（TEM，图2）是最早、最广泛应用于医学领域的一种电镜，之后又相继诞生了扫描电子显微镜（SEM）、超高压电子显微镜等。电子显微镜（简称电镜）和光学显微镜（简称光镜，图3）的基本原理相同，不同的是光镜的照明源是可见光，而电镜是以电子束为光源。电镜的透镜不是玻璃而是轴对称的电场或磁场。电镜技术使病理学对疾病的认识从组织、细胞水平深入到细胞内超微结构水平，观察到了细胞膜、细胞器和细胞核的细微结构及其病理变化，大大开阔了人们的视野。

图2 透射电子显微镜

图3 光学显微镜

电镜样本的处理和超薄切片的制作技术比光镜制片更为精细和复杂，但基本过程相似，仍包括组织取材、固定、脱水、浸透、包埋、切片和染色等。与常规病理制片的不同之处有：①要求组织新鲜，选择有代表性的区域进行小块多点取材。②常用锇酸、醛类固定剂和高锰酸钾等进行双重组织固定。③环氧树脂包埋，半薄切片经甲苯胺蓝或苏木精-伊红（HE）染色进行组织定位后再做超薄切片。④用醋酸铀或枸橼酸铅等重金属盐进行染色。

电子显微镜技术观察样本的细微结构与形态，是病理学诊断和研究的基本技术之一，应用领域广泛。①在胚胎及组织发生学方面的观察和研究，如新生血管芽的发生和形态特点。②临床上多种疾病亚细胞结构病变的观察和诊断，尤其是神经肌肉疾病、血液病、病毒性疾病和肾小球疾病的诊断。③有些疑难肿瘤的组织来源和细胞属性的判断。④细胞凋亡的形态学观察。⑤扫描电镜对样本三维形貌的细微显示和定量等。随着电镜技术的不断发展以及与其他方法的综合使用，还出现了免疫电镜技术、电镜细胞化学技术、电镜图像分析技术及全息显微技术等。

电镜技术也有其局限性，如样本制作较复杂、样本取材少、观察范围有限等，因此需要结合组织学观察结果综合分析判断。