整個電子光學部分*置于鏡筒之內，自上而下順序排列著電子槍、聚光鏡、樣品室、物鏡、中間鏡、投影鏡、觀察室、熒光屏、照相機構等裝置。根據這些裝置的功能不同又可將電子光學部分分為照明系統、樣品室、成像系統及圖像觀察和記錄系統。  

(1)照明系統  

照明系統由電子槍、聚光鏡和相應的平移對中及傾斜調節裝置組成。它的作用是為成像系統提供一束亮度高、相干性好的照明光源。為滿足暗場成像的需要照明電子束可在2-3度范圍內傾斜。  

①電子槍  

它由陰極、柵極和陽極構成。在真空中通電加熱后使從陰極發射的電子獲得較高的動能形成定向高速電子流。  

②聚光鏡  

聚光鏡的作用是會聚從電子槍發射出來的電子束，控制照明孔徑角、電流密度和光斑尺寸。  

(2)樣品室  

樣品室中有樣品桿、樣品杯及樣品臺。  

(3)成像系統  

成像系統一般由物鏡、中間鏡和投影鏡組成。物鏡的分辨本領決定了電鏡的分辨本領，中間鏡和投影鏡的作用是將來自物鏡的圖像進一步放大。  

(4)圖像觀察與記錄系統  

該系統由熒光屏、照相機、數據顯示等組成。  

2、真空系統  

真空系統由機械泵、油擴散泵、換向閥門、真空測量儀奉及真空管道組成。它的作用是排除鏡筒內氣體，使鏡筒真空度至少要在托以上。如果真空度低的話，電子與氣體分子之間的碰撞引起散射而影響襯度，還會使電子柵極與陽極間高壓電離導致極間放電，殘余的氣體還會腐蝕燈絲，污染樣品。  

3、供電控制系統  

加速電壓和透鏡磁電流不穩定將會產生嚴重的色差及降低電鏡的分辨本領，所以加速電壓和透鏡電流的穩定度是衡量電鏡性能好壞的一個重要標準。  

透射電鏡的電路主要由高壓直流電源、透鏡勵磁電源、偏轉器線圈電源、電子槍燈絲加熱電源，以及真空系統控制電路、真空泵電源、照相驅動裝置及自動曝光電路等部分組成。另外，許多高性能的電鏡上還裝備有掃描附件、能譜議、電子能量損失譜等儀器。