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扫描电镜依靠经过多级磁透镜聚焦的细电子束逐点扫描样品表面，入射电子和样品表层原子发生多种形式的相互作用，向外释放出不同类型的信号，这些信号经过探测器采集转换之后，构成成像数据。入射电子抵达样品之后，一部分在表层极浅区域发生弹性散射，激发二次电子，这一类信号对表面形貌十分敏感，也是形貌成像主要的信号来源；还有一部分电子发生大角度弹性反弹，形成背散射电子，其产出强度和样品局部原子序数直接相关，能够用来区分样品表面不同组分的分布。电子束的入射能量、样品表层的密度以及元素组成，都会改变各类信号的产出比例与逃逸深度。

当样品表面存在薄层附着物或是自然氧化层时，信号会出现叠加耦合，表层薄膜会遮挡来自下层基体的信号，使得采集到的衬度不能直接等同于基体本身的信息。在低加速电压成像模式下，电子穿透深度大幅下降，信号更多集中于外表面，对表层细微起伏、薄膜边界更加灵敏，但同时信号总量变少，成像信噪比随之下降。在对多层薄膜、异质界面开展观测时，需要结合加速电压的调整，调控电子的穿透深度，以此分离来自不同深度的信号，降低信号耦合带来的判读干扰。