电子显微镜技术的应用是建立在光学显微镜的基础之上的，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。
美国斯克里普斯研究所安德烈·德拉佩纳等科学家发现，通过抑制泛素去除，能将基质困在马达内，进而用低温电子显微镜确定在基质和三磷酸腺苷(ATP)存在下的蛋白质结构转换。该发现区分了三种顺序构象状态，可显示ATP结合、水解和磷酸盐释放如何在马达的六个亚基之间协调转换，获得蛋白酶体转移基质的构象变化。
电子波长比可见光的波长小许多倍，但电镜镜头并没有相应的分辨率。分辨率在很大程度上取决于镜头的数值孔径。数值孔径是“f数”的倒数：f数越小，分辨率越高。提高电镜分辨率的传统方法是增加透镜的数值孔径和电子束的能量。过去的分辨率记录是通过像差校正透镜和超高光束能量——300千电子伏特(keV)——来获得亚埃(,ngstrm)分辨率的。原子键长通常在1-2之间，亚埃分辨率可以让人们轻松观测到单个原子。
