Le microscope électronique, utilisant un faisceau d’électrons accélérés sous une différence de potentiel donnée pour produire une image agrandie de la matière, n’a pas été conçu et construit en une seule fois. Au début du XXe siècle, les expériences réalisées par un certain nombre de physiciens (Birkeland, Poincaré) sur les faisceaux d’électrons, aussi connus alors sous le nom de rayons cathodiques, montrent qu’il est possible de les faire converger vers des points privilégiés de l’espace, au moyen de champs magnétiques de révolution en particulier. Les éléments nécessaires à la réalisation de lentilles électroniques sont rassemblés, mais il faut attendre près de trois décennies pour que les étapes menant à la mise au point du premier microscope électronique soient franchies. Les travaux théoriques de Louis de Broglie établissant constituent un élément décisif à l’origine des premières réalisations expérimentales. En parallèle, le physicien allemand Hans Busch établit les bases de l’optique électronique. En calculant les trajectoires des électrons dans un champ magnétique à symétrie de révolution, il montre qu’ils s’y comportent de façon similaire aux rayons lumineux dans les systèmes optiques à symétrie de révolution, permettant ainsi de concevoir des lentilles électroniques équivalentes aux lentilles de l’optique photonique. Les principaux éléments devant conduire à la naissance du microscope électronique sont en place.