Egy mikroszkóp felbontóképességét, vagyis nagyításának határát lényegében a felhasznált hullámhossz határozza meg. Látható fénnyel működő mikroszkópok esetén néhány száz nanométernél, ami durván ezer atomátmérőnek felel meg, jobb felbontás nem érhető el. Röntgensugarakkal sokkal nagyobb felbontást lehetne elérni, hiszen hullámhosszuk sokkal kisebb, azonban nincsenek olyan anyagok, amelyekből röntgenlencséket lehetne készíteni. Más szóval a röntgenfényt nem tudjuk fókuszálni. Az elektronnyalábok de Broglie-hullámhossza megegyezik a röntgensugarakéval, ezért igen hamar felmerült az a gondolat, hogy elektronnyalábbal működő mikroszkópot, vagyis elektronmikroszkópot lehetne létrehozni. (Az első elektronmikroszkópot 1931-ben M. Knoll és E. Ruska építette Németországban.) Az elektronokat ugyanis elektromos és mágneses terekkel különböző irányokba jól el lehet hajlítani. Így született meg az elektronoptika tudományterülete.

Elektrosztatikus és mágneses lencséket hoztak létre, melyekkel elektronnyalábokat tudtak fókuszálni. Az (a) egyszerű elektrosztatikus lencse megvalósítását, (b) a lencsék közötti térben lévő ekvipotenciális vonalakkal, illetve különböző elektronpályák leképzésével mutathatjuk be. Ennek (c) az elrendezésnek fénytani megfelelője van.

A fénysugarak és az elektronpályák közötti analógia mélyebb értelmű. A geometriai optika, melyben kiterjedten használjuk a fénysugár fogalmát, az általánosabb hullámmodell közelítő leírásának felel meg. A fénysugarakat használó geometriai optika akkor képes megfelelően leírni a fénytani jelenségeket, ha az interferenciával járó jelenségek elhanyagolhatóak. Hasonló módon most az elektront pontszerű részecskeként kezeljük, ami egy vonallal jellemezhető pályán mozog az elektromos és mágneses térben. Ez a modell akkor alkalmazható, ha az elektronok hullámtermészetével kapcsolatos hatások elhanyagolhatóak.

Elektrosztatikus lencse és fénytani lencse összehasonlítása