Ένα μικροσκόπιο ανιχνευτή σάρωσης είναι οποιοδήποτε από τα πολλά μικροσκόπια που παράγουν τρισδιάστατες επιφανειακές εικόνες με πολύ υψηλή λεπτομέρεια, συμπεριλαμβανομένης της ατομικής κλίμακας. Ανάλογα με την τεχνική μικροσκοπίας που χρησιμοποιείται, ορισμένα από αυτά τα μικροσκόπια μπορούν επίσης να μετρήσουν τις φυσικές ιδιότητες ενός υλικού, συμπεριλαμβανομένων του ηλεκτρικού ρεύματος, της αγωγιμότητας και των μαγνητικών πεδίων. Το πρώτο μικροσκόπιο ανιχνευτή σάρωσης, που ονομάζεται μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης (STM), εφευρέθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Οι εφευρέτες του STM κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ στη φυσική λίγα χρόνια αργότερα. Από τότε, πολλές άλλες τεχνικές, βασισμένες στις ίδιες βασικές αρχές, έχουν εφευρεθεί.
Όλες οι τεχνικές μικροσκοπίας ανιχνευτή σάρωσης περιλαμβάνουν μια μικρή, αιχμηρή σάρωση της επιφάνειας του υλικού, καθώς τα δεδομένα λαμβάνονται ψηφιακά από τη σάρωση. Το άκρο του καθετήρα σάρωσης πρέπει να είναι μικρότερο από τα χαρακτηριστικά στην επιφάνεια που σαρώνεται, προκειμένου να δημιουργηθεί ακριβής εικόνα. Αυτές οι συμβουλές πρέπει να αντικαθίστανται κάθε λίγες μέρες. Συνήθως τοποθετούνται σε πρόβολους και σε πολλές τεχνικές SPM, η κίνηση του προβόλου μετριέται για να προσδιοριστεί το ύψος της επιφάνειας.
Στη μικροσκοπία σάρωσης σήραγγας, εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα μεταξύ του άκρου σάρωσης και της επιφάνειας που απεικονίζεται. Αυτό το ρεύμα διατηρείται σταθερό ρυθμίζοντας το ύψος του άκρου, δημιουργώντας έτσι μια τοπογραφική εικόνα της επιφάνειας. Εναλλακτικά, το ύψος του άκρου μπορεί να διατηρείται σταθερό ενώ το μεταβαλλόμενο ρεύμα μετράται για τον προσδιορισμό του ύψους της επιφάνειας. Εφόσον αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα, εφαρμόζεται μόνο σε υλικά που είναι αγωγοί ή ημιαγωγοί.
Αρκετοί τύποι μικροσκοπίων ανιχνευτή σάρωσης εμπίπτουν στην κατηγορία του μικροσκοπίου ατομικής δύναμης (AFM). Σε αντίθεση με τη μικροσκοπία σάρωσης σήραγγας, το AFM μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλους τους τύπους υλικών, ανεξάρτητα από την αγωγιμότητά τους. Όλοι οι τύποι AFM χρησιμοποιούν κάποια έμμεση μέτρηση της δύναμης μεταξύ του άκρου σάρωσης και της επιφάνειας για την παραγωγή της εικόνας. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως μέσω μιας μέτρησης της απόκλισης του προβόλου. Οι διάφοροι τύποι μικροσκοπίων ατομικής δύναμης περιλαμβάνουν AFM επαφής, AFM χωρίς επαφή και AFM διακοπτόμενης επαφής. Διάφορες εκτιμήσεις καθορίζουν ποιος τύπος μικροσκοπίου ατομικής δύναμης είναι καλύτερος για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, συμπεριλαμβανομένης της ευαισθησίας του υλικού και του μεγέθους του δείγματος που θα σαρωθεί.
Υπάρχουν μερικές παραλλαγές στους βασικούς τύπους μικροσκοπίας ατομικής δύναμης. Το μικροσκόπιο πλευρικής δύναμης (LFM) μετρά τη δύναμη συστροφής στο άκρο σάρωσης, η οποία είναι χρήσιμη για τη χαρτογράφηση της τριβής της επιφάνειας. Το μικροσκόπιο χωρητικότητας σάρωσης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της χωρητικότητας του δείγματος ενώ ταυτόχρονα παράγει μια τοπογραφική εικόνα AFM. Τα αγώγιμα μικροσκόπια ατομικής δύναμης (C-AFM) χρησιμοποιούν μια αγώγιμη άκρη όπως και το STM, παράγοντας έτσι μια τοπογραφική εικόνα AFM και έναν χάρτη του ηλεκτρικού ρεύματος. Το μικροσκόπιο διαμόρφωσης δύναμης (FMM) χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των ελαστικών ιδιοτήτων ενός υλικού.
Υπάρχουν επίσης και άλλες τεχνικές μικροσκοπίου ανιχνευτή σάρωσης για τη μέτρηση ιδιοτήτων εκτός της τρισδιάστατης επιφάνειας. Τα μικροσκόπια ηλεκτροστατικής δύναμης (EFM) χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του ηλεκτρικού φορτίου σε μια επιφάνεια. Αυτά χρησιμοποιούνται μερικές φορές για τη δοκιμή τσιπ μικροεπεξεργαστή. Το θερμικό μικροσκόπιο σάρωσης (SThM) συλλέγει δεδομένα για τη θερμική αγωγιμότητα καθώς και χαρτογραφεί την τοπογραφία της επιφάνειας. Τα μικροσκόπια μαγνητικής δύναμης (MFM) μετρούν το μαγνητικό πεδίο στην επιφάνεια μαζί με την τοπογραφία.