一般指電子線加速電壓在200千伏以上的電子顯微鏡。現在是制作3000千伏的超高壓電子顯微鏡。普通的電子顯微鏡可用于觀察100納米極薄的材料，而使用超高壓電子顯微鏡就能進一步觀察到更厚、更硬的材料。因為是超高壓，所以可減少由電子線的非彈性散射對材料的損害，因而能觀察到接近自然狀態的材料。電壓越高，電子線的波長就越短，因而提高了電子顯微鏡的分辨率，就有可能在分子水平或原子水平上觀察生物體的結構因素。