AFM原子力显微镜的主要构成可分为五大块：探针、偏移量侦测器、扫描仪、回馈电路及计算机控制系统。
AFM原子力显微镜的探针长度只有几微米长，一般由悬臂梁及针尖所组成，主要原理是由针尖与测试样片间的原子作用力，使悬臂梁产生微细位移，以测得表面结构形状，其中常用的距离控制方式为光束偏折技术。
探针放置于一弹性悬臂(cantilever)末端，一般由Si、SiO2、SiN4、纳米碳管等所组成探针，。当探针的和样品的表面接触非常近时，它们二者之间会产生一股作用力，其作用力的大小值会随着探针与样品间距离的大小变化而变化，使得悬臂发生弯曲或者偏移，用低功率雷射照射在悬臂末端上，利用感光二极管侦测器(Photodetector)来测量低功率雷射光所反射的角度变化。因此当探针扫描过样品表面时，反射的雷射光角度也会发生变化，感光二极管的二极管电流也会随之不同。再由所测量初的电流变化，推算出悬臂被弯曲或歪移的程度，输入计算机计算可产生所测样品表面三维空间影像。
在测量样品到系统计算出影像的过程中，探针和被测样品间的距离始终保持在纳米量级。距离太大则不能获取到样品表面的信息，距离太小则会损伤探针和被测样品表面；回馈电路的作用就是在工作过程中，由探针得到探针与样品相互作用的强度，来改变加在样品扫描器垂直方向的电压，从而使样品伸缩，调节探针和被测样品间的距离，反过来控制探针一样品相互作用的强度，实现反馈控制。因此，反馈控制是本系统的核心工作机制。系统采用数字反馈控制回路，用户在控制软件的参数工具栏通过参考电流、积分增益和比例增益等几个参数的设置对该反馈回路的特性进行控制。
苏州飞时曼精密仪器有限公司作为自主研发AFM的原子力显微镜厂家，推出的扫描近场光学显微镜采用探针收集模式，用于近场光谱及纳米分辨成像。
配置清单：
1、激光器：半导体激光器，波长：532nm，（ 635nm；800nm、405nm可选；）
2、光学显微镜联用扫描近场光学显微镜系统；
3、采用光子计数器模块或微光探测光电倍增管模块，工作波长280nm-870nm；
4、近场探针波长响应范围优于：350-1000nm，探针近场可重复性大于90% ；
5、配备10根孔径90nm SNOM探针。
主要技术指标：
1、X-Y线性扫描范围：50umX50um；
2、扫描台在Z方向的线性移动范围：5um ；
3、样品尺寸：小于40mmX40mm；
4、样品台水平移动范围：6mmX6mm；
5、剪切力分辨率： Z方向1nm； XY方向10nm ；
6、光学分辨率：50-100nm，取决于探针质量；
7、Z方向步进距离：小于200nm。
原子力显微镜系统
1、AFM成像功能包括：接触式/轻敲模式/侧向力模式；
2、样品扫描范围：100umx100umx10um（WHD），三维全量程闭环控制扫描器， xyz非线性度小于0.05%，xy方向扫描精度：0.2nm；z方向扫描精度 0.05nm；
3、数字化控制系统： XY采用18-bit D/A， Z采用16-bitD/A；
4、数据采样：14-bit A/D、双多路同步采样。
扫描近场光学 原子力显微镜联用系统：
主要部件：
扫描管：国外进口；
探针：国外进口；
激光器：国外进口；
光子计数器模块/微光探测光电倍增管模块：国外进口；
控制软件：自主开发。
原子力显微镜（AFM）是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。原子力显微镜自从问世以来在生物学研究中有其不可替代的作用，以其样品制备简单，可在多种环境中运作，高分辨率等优势，成为生命科学研究中不可缺少的工具。
原子力显微镜工作原理：
通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。
原子力显微镜（AFM）在生物领域有着广泛的应用，生物分子能够在原子力显微镜的检测下，看到物质超微结构的变化，这些变化包含表面结构的缺陷、表面吸附的形态等。对生物分子的研究有着重要的作用。
原子力显微镜（atomicforcemicroscope，简称AFM）利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力，从而达到检测的目的，具有原子级的分辨率。由于原子力显微镜既可以观察导体，也可以观察非导体，从而弥补了扫描隧道显微镜的不足。原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的格尔德·宾宁与斯坦福大学的CalvinQuate于一九八五年所发明的，其目的是为了使非导体也可以采用类似扫描探针显微镜（SPM）的观测方法。原子力显微镜（AFM）与扫描隧道显微镜（STM）最大的差别在于并非利用电子隧穿效应，而是检测原子之间的接触，原子键合，范德瓦耳斯力或卡西米尔效应等来呈现样品的表面特性。
优点
相对于扫描电子显微镜，原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像，AFM提供真正的三维表面图。同时，AFM不需要对样品的任何特殊处理，如镀铜或碳，这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三，电子显微镜需要运行在高真空条件下，原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子，甚至活的生物组织。
缺点
和扫描电子显微镜(SEM）相比，AFM的缺点在于成像范围太小，速度慢，受探头的影响太大。原子力显微镜（AtomicForceMicroscope）是继扫描隧道显微镜（ScanningTunnelingMicroscope）之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器，可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测，或者直接进行纳米操纵；现已广泛应用于半导体、纳米功能材料、生物、化工、食品、医药研究和科研院所各种纳米相关学科的研究实验等领域中，成为纳米科学研究的基本工具。原子力显微镜与扫描隧道显微镜相比，由于能观测非导电样品，因此具有更为广泛的适用性。当前在科学研究和工业界广泛使用的扫描力显微镜（ScanningForceMicroscope），其基础就是原子力显微镜。
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