以聚焦的高速電子來激發出試樣表面組成元素的特徵X射線，對微區成分進行定性或定量分析的一種材料物理試驗，又稱電子探針X射線顯微分析。電子探針分析的原理是：以動能為10～30千電子伏的細聚焦電子束轟擊試樣表面，擊出表面組成元素的原子內層電子，使原子電離，此時外層電子迅速填補空位而釋放能量，從而產生特徵X射線。
用波長色散譜儀（或能量色散譜儀）和檢測計數系統，測量特徵X射線的波長（或能量）和強度，即可鑑別元素的種類和濃度。
在不損耗試樣的情況下，電子探針通常能分析直徑和深度不小於1微米範圍內、原子序數4以上的所有元素；但是對原子序數小於12的元素，其靈敏度較差。常規分析的典型檢測相對靈敏度為萬分之一，在有些情況下可達十萬分之一。檢測的絕對靈敏度因元素而異，一般為10-14～10-16克。用這種方法可以方便地進行點、線、面上的元素分析，並獲得元素分佈的圖象。對原子序數高於10、濃度高於10％的元素，定量分析的相對精度優於±2％。
電子探針儀是 X射線光譜學與電子光學技術相結合而產生的。1948年法國的R.卡斯坦製造了第一台電子探針儀。1958年法國首先製造出商品儀器。電子探針儀與掃描電子顯微鏡在結構上有許多共同處。70年代以來生產的電子探針儀上一般都帶有掃描電子顯微鏡功能，有的還附加另一些附件，使之除作微區成分分析外，還能觀察和研究微觀形貌、晶體結構等。
電子探針儀（圖1）主要包括：探針形成系統 (電子槍、加速和聚焦部件等)、X射線信號檢測系統和顯示、記錄系統、樣品室、高壓電源和掃描系統以及真空系統。
電子探針的最早應用領域是金屬學。對合金中各組成相、夾雜物等可作定性和定量分析，直觀而方便，還能較準確地測定元素的擴散和偏析情況。此外，它還可用於研究金屬材料的氧化和腐蝕問題，測定薄膜、滲層或鍍層的厚度和成分等，是機械構件失效分析、生產工藝的選擇、特殊用材的剖析等的重要手段。圖2為鎂合金中稀土氧化物在晶界析出的電子探針分析照片。
參考書目S.J.B.裏德著，林天輝、章靖國譯：《電子探針顯微分析》，上海科學技術出版社，上海，1980。(，Electron Microprobe Analysis，Cambridge .，London，1975.)
