同透射電子顯微鏡基本相同，只是電壓特別高。TEM使用的加速電壓是50～100kV，而HVEM使用的電壓是200～1000kV。由于電壓高，就會大大減少造成染色體畸變的可能，因此，可以用較厚的細胞切片研究細胞的結構，切片的厚度最大可達1μm，相當于普通TEM樣品厚度的10倍。