观察原子需要使用 电子显微镜。由于原子的尺寸极小，肉眼和其他光学显微镜的分辨率无法直接观察到原子。电子显微镜利用电子的波粒二象性，其电子波长远小于光的波长，因此能够以极高的分辨率观察到原子。
具体类型包括：
扫描隧道显微镜（STM）：
通过探针接近样品产生高度空间限制的电子束，具有极高的空间分辨率，可以识别并鉴定单个原子。
透射电子显微镜（TEM）：
利用电子束穿过样品，适用于观察原子的分布和结构。
场发射透射电镜：
具有极高的分辨率，可以达到0.2纳米，能够从原子尺度上分析物质的结构和化学成分。
原子力显微镜（AFM）：
通过微悬臂感受和放大探针与样品原子之间的作用力，具有原子级的分辨率，可以观察导体和非导体。
这些显微镜技术使我们能够从纳米甚至原子级别观察和分析物质的结构和性质。