고전압에서 방출되는 전자빔이 초박편 시료를 투과하여 전자밀도에 따라 2차원 이미지를 형성하므로 시료 내부의 초미세구조를 관찰할 수 있다. 에너지여과형 투과전자현미경은 에너지 필터를 전자렌즈에 삽입시킴으로써 기존 TEM에서는 관찰이 불가능하거나 어려운 두꺼운 시료, 아주 얇은 시료, stain할 수 없는 시료 등을 관찰할 수 있다. 또한 EELS(Electron Energy-Loss Spectroscopy)를 장착하여 시료와의 상호작용 특히, 비탄성 산란에 의해 발생되는 전자의 Energy 손실변화를 분석하고 이것들을 분광하는 것에 의한 원소의 평가와 Spectrum의 강도분포로부터 시료의 화학적 조성 분석이 가능하다.