物質に電子を照射すると、物質からは反射電子、二次電子、Ｘ線などが発せられます。 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）はこの試料表面から発生する二次電子を検出し、 その像を結ぶことで試料表面の凹凸を得ることができます。われわれの目に見える光 よりも短い波長である電子線を用いるため、0.5〜4nmの分解能をもちます。 また、試料から発せられるＸ線は元素に固有のエネルギーをもります。 これを利用し、ＳＥＭにエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）を接続し、 Ｘ線の解析を行なうことで試料表面の元素分布を知ることができます。


上図は都市ごみ焼却主灰（左上）を1200℃で加熱したとき（右下）の変化を捉えたＳＥＭ画像です。 どちらも倍率は等しく5000倍です。加熱前の原灰は表面に起伏が多いことが見て取れますが、 1200℃で加熱することにより焼結を起こした表面のなめらかな様子が観察されます。 こういった変化が、焼却灰、廃棄物の性質や処理特性にどのような変化を与えるか 研究が行われています。 また、ＥＤＳ分析を行うことで試料表面の元素分布を視覚的にも知ることができます。