一、原子力顯微鏡通過機械探針“觸摸”樣品表面表征其形貌并記錄力學性質。它的工作原理類似人類用手指觸摸物品表面，當探針靠近樣品表面時，探針與樣品表面間會產生一個相互作用力，此作用力會導致懸臂發生偏折。
二、激光二極管產生的激光束通過透鏡聚焦到懸臂背面，然后再反射到光電二極管上形成反饋。在掃描樣品時，樣品在載物臺上緩慢移動，而微懸臂在反饋調節系統調節下將隨樣品表面形貌而彎曲起伏，反射光束也將隨之偏移，由檢測器記錄表面形貌和力學信息。
原子力顯微鏡工作原理：
1、利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率。
2、由于原子力顯微鏡既可以觀察導體，也可以觀察非導體，從而彌補了掃描隧道顯微鏡的不足。
3、原子力顯微鏡，一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。
4、將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發生形變或運動狀態發生變化。
5、掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面形貌結構信息及表面粗糙度信息。