原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种利用力传感器探测样品表面形貌、力学和热力学性质的显微镜。AFM的形貌成像方式采用扫描探针细致地在样品表面扫描，利用针尖所受到的相互作用力来描绘出样品表面的形貌。AFM能够对样品表面进行纳米级别的成像，它的分辨率远高于传统光学显微镜和传统电子显微镜。
具体地说，AFM工作的基本原理如下：将一个极其细小的探针放置在能自由移动的臂架上，使其与待测样品的表面非常近。可以通过调节臂架和样品之间的距离，实现探针以不同的距离从不同方向接近样品表面。探针与样品表面之间存在范德华力、静电力、弹性力等相互作用力，这些力产生的微小变形可以通过探针上的力传感器检测到。从而可以确定探针在不同位置所受到的相互作用力，从而获取样品表面的形貌和力学性质。这一过程中，AFM系统对探针的位置进行观察并记录，然后将这些数据处理成一幅高精度的三维立体图像。
AFM的主要优点是它能够成像几乎所有的材料，并能在大气、液体中以及在真空条件下进行操作；它还能够在非常灵敏的程度上测量样品的力学性质。同时，AFM具有较高的分辨率和灵敏度，可以在纳米尺度下成像任何表面的形貌和特性，因此被广泛应用于材料科学和生物医学等领域的研究中。
