Сканирующий туннельный микроскоп – прибор для изучения поверхности твердых электропроводящих тел, основанный на сканировании металлического острия над поверхностью образца на расстоянии 3÷10 А0. Такое расстояние достаточно мало для туннелирования электронов через контакт, т. е. для протекания туннельного тока J≈1-10 нА между острием и образцом, при разности потенциалов и между ними от единиц мВ до нескольких вольт (в зависимости от материалов электродов и цепей). Цепь обратной связи поддерживает значение J постоянным, изменяя соответственно Z. Синхронная со сканированием запись сигнала обратной связи Uz (на двухкоординатном самописце – в виде кривых, на экране телевизионной трубки – в виде карты и т. п.) представляет собой увеличенную запись профиля поверхности постоянного туннельного тока J(X, Y). Она совпадает с геометрической поверхностью образца 
(X, Y), если высота потенциального барьера (работа выхода) электронов 
одинакова по всей поверхности S. В ином случае распределение (X, Y) может быть получено путем модуляции расстояния на частоте, более высокой, чем полоса пропускания цепи обратной связи, и измерения возникающей на этой частоте модуляции J, амплитуда которой пропорциональна 
. Т. о. В результате сканирования острия над участком исследуемой поверхности получаются одновременно ее профиль 
и распределение работы выхода (X, Y).
Сканирующий туннельный микроскоп изобретен Г. Биннингом и Г. Рорером в 1982 году. Разрешающая способность микроскопа по X, Y достигает ~1 А0, а по Z – порядка 0,01 А0.
Наиболее важные области применения сканирующего туннельного микроскопа:
— исследование атомного строения поверхностей, металлических, сверхпроводящих и полупроводящих структур;
— явлений адсорбции и поверхностных химических процессов;
— структуры молекул и биологических объектов;
— технологических исследований в области микро — и субмикроэлектроники, пленочных покрытий и обработки поверхностей;
— применение сканирующего туннельного микроскопа как инструмента обработки поверхностей в субмикроскопическом масштабе и т. д.