電子探針（Electron Probe Microanalysis-EPMA）的主要功能是進行微區成分分析。它是在電子光學和X射線光譜學原理的基礎上發展起來的一種高效率分析儀器。
其原理是：用細聚焦電子束入射樣品表面，激發出樣品元素的特征X射線，分析特征X射線的波長（或能量）可知元素種類；分析特征X射線的強度可知元素的含量。
其鏡筒部分構造和SEM相同，檢測部分使用X射線譜儀，用來檢測X射線的特征波長（波譜儀）和特征能量（能譜儀），以此對微區進行化學成分分析。
X射線譜儀是電子探針的信號檢測系統，分為：
能量分散譜儀（EDS），簡稱能譜儀，用來測定X射線特征能量。
波長分散譜儀（WDS），簡稱波譜儀，用來測定特征X射線波長。
WDS組成：波譜儀主要由分光晶體和X射線檢測系統組成。
原理：根據布拉格定律，從試樣中發出的特征X射線，經過一定晶面間距的晶體分光，波長不同的特征X射線將有不同的衍射角。通過連續地改變q，就可以在與X射線入射方向呈2 q的位置上測到不同波長的特征X射線信號。根據莫塞萊定律可確定被測物質所含有的元素。
為了提高接收X射線強度，分光晶體通常使用彎曲晶體。