相對于掃描電子顯微鏡，原子力顯微鏡具有許多優點。不同于電子顯微鏡只能提供二維圖像，AFM提供真正的三維表面圖。同時，AFM不需要對樣品的任何特殊處理，如鍍銅或碳，這種處理對樣品會造成不可逆轉的傷害。第三，電子顯微鏡需要運行在高真空條件下，原子力顯微鏡在常壓下甚至在液體環境下都可以良好工作。這樣可以用來研究生物宏觀分子，甚至活的生物組織。他就像盲人摸象一樣，在物體的表面慢慢撫摸，原子的形狀很直觀的表現。
和掃描電子顯微鏡相比，AFM的缺點在于成像范圍太小，速度慢，受探頭的影響太大。
