Selon About.com, le microscope TEM a été co-inventé en 1931 par les Allemands Ernst Ruska et Max Knoll. En 1986, Ruska a reçu la moitié du prix Nobel de physique pour son rôle dans le invention.
Un microscope électronique à transmission utilise les électrons en les accélérant dans le vide jusqu'à ce que leur longueur d'onde ne soit qu'un cent millième de celle de la lumière blanche. Les faisceaux se concentrent sur un échantillon et sont dispersés ou absorbés par les parties de la cellule afin de former l'image. Il est possible pour un microscope électronique à transmission de voir un objet aussi petit que le diamètre d'un atome. Un inconvénient des microscopes électroniques à transmission est qu'aucun spécimen vivant ne peut survivre dans leur vide poussé, de sorte que ces microscopes ne peuvent pas être utilisés pour étudier les mouvements d'une cellule vivante.