原子間力顕微鏡は、カンチレバーの先端に取り付けた探針で試料表面をなぞる、あるいは試料表面と一定の距離を保った状態で走査する、といった方法で試料を観察します。
原子間力はあらゆる物質の間で働く力であるため、原子間力顕微鏡は様々な物質の観察が可能であり、走査型トンネル顕微鏡では観察が難しい絶縁性試料の観察も行うことができます。
コンタクトモードと、ノンコンタクトモードのいずれかを選ぶことができ、特にノンコンタクトモードを選ぶと試料を探針に接触させずに観察することができます。