O funcionamento do MEV é baseado na interação de um feixe de elétrons finamente colimado com a amostra.

O MEV fornece, basicamente, imagens em níveis de cinza proporcionais a algum sinal gerado pela interação do feixe com a superfície da amostra.

As imagens de elétrons secundários são excelentes para topografia, e provavelmente a sua maior aplicação para tecnologia mineral é verificar a morfologia de minerais, porém não é possível atingir magnificações muito elevadas.

As imagens de elétrons retroespalhados (backscattered electrons) são os elétrons do feixe que se chocam com as eletrosferas dos átomos e são arremessadas de volta, e detectados num detetor que circunda a abertura inferior da coluna de elétrons.

Apesar de resultados muito melhores em seções devidamente embutidas em resina epóxi e polidas, as imagens do detetor de elétrons retroespalhados também são úteis para análises diretamente nos grãos.