同透射电子显微镜基本相同，只是电压特别高。TEM使用的加速电压是50～100kV，而HVEM使用的电压是200～1000kV。由于电压高，就会大大减少造成染色体畸变的可能，因此，可以用较厚的细胞切片研究细胞的结构，切片的厚度最大可达1μm，相当于普通TEM样品厚度的10倍。
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