場發射掃描電鏡幾乎可以對所有類型的樣本進行圖像處理，陶瓷、金屬、合金、半導體、聚合物、生物樣品等。然而，某些特定類型的樣品更具有挑戰性，并且需要操作者進行額外的樣品制備，以便借助掃描電鏡噴金收集高質量圖片。這些額外的步驟包括在樣品中表面濺射一個額外的導電薄層材料，如金、銀、鉑或鉻等。場發射掃描電鏡中的電子束具有較高能量，在與樣品的相互作用過程中，它以熱的形式將部分能量傳遞給樣品。
場發射掃描電鏡正是根據上述不同信息產生的機理，采用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現。如：通過采集二次電子、背散射電子得到有關物質表面微觀形貌的信息，背散射電子衍射花樣得到晶體結構信息，特征X-射線得到物質化學成分的信息，這些得到的都是接近樣品表面的信息。
場發射掃描電鏡制樣對樣品的厚度沒有特殊要求，可以采用切、磨、拋光或解理等方法將特定剖面呈現出來，從而轉化為可以觀察的表面。這樣的表面如果直接觀察，看到的只有表面加工損傷，一般要利用不同的化學溶液進行擇優腐蝕，才能產生有利于觀察的襯度。不過腐蝕會使樣品失去原結構的部分真實情況，同時引入部分人為的干擾，對樣品中厚度極小的薄層來說，造成的誤差更大。
樣品的成分、加速電壓都影響相互作用區，一般情況下，相互作用區比束斑大，每種信號從固體發出的空間范圍，是決定掃描圖像空間分辨能力的重要因素。在材料領域的具體應用：
1.材料表面形貌的觀察：通過掃描電子顯微鏡我們可以觀察材料的表面形貌。
2.斷口形貌的觀察：通過掃描電子顯微鏡我們可以進行材料的斷口形貌的觀察，借助掃描電鏡分析斷口的破壞特征、零件內部的結構及缺陷,從而判斷零件損壞的原因。
3.微區化學成分分析：在樣品的處理過程中，有時需要提供包括形貌、成分、晶體結構或位向在內的豐富資料，以便能夠更全面、客觀地進行判斷分析。為此，相繼出現了掃描電子顯微鏡—電子探針多種分析功能的組合型儀器。掃描電子顯微鏡如配有X射線能譜(EDS)和X射線波譜成分分析等電子探針附件，可分析樣品微區的化學成分等信息。
