生物透射电镜是观察和研究超微结构的重要工具，可用于观察细胞整体结构、亚细胞结构。生物细胞样品内部形态观察建议用专门应用于生物样品观察的透射电镜，其电压在80-120kv可以降低生物样品因高能电子束辐射而损伤的影响，同时依赖于生物样品制备技术的发展，如超薄切片技术、负染色技术、冷冻制样技术、细胞化学技术等，广泛应用于组织学、细胞学、病毒学、病理学及材料学等多个学科的研究中，如常用来观察细胞整体结构、细胞膜细胞壁细胞器的变化、材料进入细胞内部的分布情况、细胞应付外界刺激产生的自噬小体，以及外界生物入侵的侵染结构等等。