透射電子顯微鏡觀察的是組織細胞、生物大分子、病毒、細菌等結構，能夠觀察到不同病的病理結構，也可以鑒別一些腫瘤疾病，有研究報道電子顯微鏡技術通過超微結構觀察可以區分癌、黑色素瘤和肉瘤以及腺癌和間皮瘤；
可區別胸腺瘤、胸腺類癌、惡性淋巴瘤和生殖細胞瘤；
可區別神經母細胞瘤、胚胎性橫紋肌瘤、Ewing氏肉瘤、惡性淋巴瘤和小細胞癌；
可區別纖維肉瘤、惡性纖維組織細胞瘤、平滑肌肉瘤和惡性神經鞘瘤以及區別梭形細胞癌和癌肉瘤。
