扫描隧道显微镜（STM）一种显微镜，其工作原理是基于量子力学现象，即隧道效应，其中电子的波状特性使它们能够“隧穿”到固体表面之外，进入规则所禁止的空间区域经典物理学。随着与表面的距离增加，发现这种隧穿电子的概率呈指数下降。STM利用了这种对距离的极端敏感性。钨针的尖头位于距样品表面几埃的位置。在探针尖端和表面之间施加小的电压，使电子隧穿该间隙。在表面上扫描探针时，它会记录隧道电流的变化，并且可以处理此信息以提供表面的地形图。
STM出现于1981年，当时瑞士物理学家Gerd Binnig和Heinrich Rohrer着手建立一种研究表面局部电导率的工具。Binnig和Rohrer为第一张照片选择了黄金表面。当图像显示在电视显示器的屏幕上时，他们看到了成排的精确间隔的原子，并观察到了宽阔的台阶，这些台阶以一个原子的高度隔开。Binnig和Rohrer在STM中发现了一种简单的方法来创建表面原子结构的直接图像。他们的发现开启了表面科学的新纪元，他们令人印象深刻的成就获得1986年诺贝尔物理学奖的认可。
