Un microscopio a scansione a tunnel (STM) è un dispositivo che ottiene immagini degli atomi sulle superfici dei materiali. L'STM non è un microscopio ottico; invece, funziona rilevando le forze elettriche con una sonda che si assottiglia fino a un punto che attraversa solo un singolo atomo.
La sonda nell'STM percorre la superficie di cui si desidera ottenere un'immagine. I gusci di elettroni, o nuvole, che circondano gli atomi sulla superficie producono irregolarità che vengono rilevate dalla sonda e mappate da un computer in un'immagine. La risoluzione dell'immagine è dell'ordine di un nanometro (1 nm) o meno, dove 1 nm = 0.000000001 metri = 10-9 m.
L'STM ha applicazioni nella scienza molecolare, nota anche come nanotecnologia. Può essere utilizzato per spostare gli atomi individualmente, nonché per generare mappe ad alta risoluzione delle superfici dei materiali.