三明蔡司电子显微镜和蔡司三明光学显微镜的分辨率差异主要在于使用的波长不同。电子束的波长比可见光的波长短，因此电子显微镜的分辨率远高于光学显微镜。显微镜的分辨率与透过样品的电子束入射锥角和波长有关。可见光的波长约为300～700纳米，而电子束的波长与加速电压有关。依据波粒二象性原理，高速的电子的波长比可见光的波长短，因此电子显微镜的分辨率（0.2纳米）远高于光学显微镜的分辨率（200纳米）。

蔡司电子显微镜技术是在蔡司光学显微镜的基础上发展而来的。蔡司光学显微镜的分辨率为0.2μm，透射电子显微镜的分辨率为0.2nm，也就是说透射电子显微镜在光学显微镜的基础上放大了1000倍。蔡司光学显微镜只能观察显微结构，如细胞、叶绿体等，而蔡司电子显微镜能够观察亚显微结构，即可以看见细胞器的结构以及病毒、细菌等。

蔡司电子显微镜是通过将经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件）上显示出来。由于电子的德布罗意波长非常短，透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多，可以达到0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍。因此，使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构，甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构，比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。透射电子显微镜在中和物理学和生物学相关的许多科学领域都是重要的分析方法，如癌症研究、病毒学、材料科学、以及纳米技术、半导体研究等等。