Độ phân giải là thông số tới hạn khống chế sự thực hiện của SEM. Thật vậy,độ phân giải là kết quả của sự cân đối giữa hiệu ứng quang sai của thấu kính cuối cùng và hiệu ứng nhiễu xạ. Đối với hầu hết các thiết bị hiện nay, độ phân giải cỡ 3,5 – 5 nm Để đạt độ phân giải siêu cao trong SEM phải tạo được đường kính chùm tia X nhỏ nhất và nguồn điện tử có độ rọi lớn nhất kết hợp với khả năng thu điện tử thứ cấp phát xạ với hiệu xuất cao nhất