原理是將不聚焦的光源照射在整個樣品上,利用電子光學透鏡收取樣品上某定點所放出的所有光電子,
接著改變電場收取不同點之光電子,比較其不同的光電子產量所形成之對比來顯像。因電子透鏡聚焦的性能可達納米尺度,
解析度可達 2-5 納米的 PEEM 系統。其解析度約在 40 納米左右。但一般此類儀器無法分解光電子的能量,因此所能獲得的化學訊息極為有限。
然在操作應用上相對地較為簡易,亦既可用可調波長的光源(從
紫外線至 X 光能量范圍),
以表面吸附物引起的功函數變化或化學元素不同的吸收光譜來取得對比以及表面分佈的影像