电镜-能谱分析仪包含两台仪器，即扫描电镜和能谱分析仪。
扫描电镜简写为SEM，其原理是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息，通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的图像。与光学显微镜相比，扫描电镜具有放大倍数高，可在20~200000倍之间连续调节；此外，扫描电镜景深大，可观测凹凸不平的表面，成像具有立体感。
X射线能谱分析简写为EDS，其原理是利用电子束与物质作用时产生的特征X射线，来对材料微区成分元素种类与含量进行分析，获取样品化学组成方面的信息。能谱分析可定性或半定量地检测大部分元素，还可进行表面污染物的分析，但需要配合扫描电子显微镜与透射电子显微镜的使用。
扫描电镜和能谱仪通常组合在一起材料表面进行微区成分分析。