由于电镜产生的电子束穿透能力很弱，必须把标本切成厚度小于0.1um以下的薄片才能适用，这种薄片称为超薄切片。常用的超薄切片厚度是50-70nm。
在透射电镜的样品制备方法中，超薄切片技术是最基本、最常的制备技术。超薄切片的制作过程基本上和石蜡切片相似
超薄切片前的准备工作
1.修块
一般用手工对包埋块进行修整。将包埋块夹在特制的夹持器上，放在解剖显微镜下，用锋利的刀片先削去表面的包埋剂，露出组织，然后在组织的四周以和水平面成45度的角度削去包埋剂，修成锥体形。
2.半薄切片定位
利用超薄切片机切厚度为1μm-5μm的切片，称半薄切片。将切下的片子用镊子或小毛刷转移到干净的事先滴有蒸馏水的载玻片上，加温，使切片展平，干燥后经甲苯胺蓝染色，光学显微镜观察定位。如果半薄切片做得好，比一般石蜡切片更能观察到细微结构，效果比石蜡切片要好一些。
半薄切片进行光学显微镜观察的目的：(1) 定位：通过光学显微镜观察，确定所要观察的范围，然后保留要用电镜观察的部分，修去其余部分。(2)便于对同一组织的同一部位进行光学显微镜和电镜的对比观察。半薄切片定位以后，要对包埋块作进一步的修整。通常将块的顶端修成金字塔形，顶面修成梯形或长方形(最好是梯形)，每边的长度为0.2mm～0.3mm。
3.制刀
超薄切片使用的刀有两种：一种是玻璃刀，另一种是钻石刀。由于玻璃刀价格便宜，使用者较多。制刀用的玻璃为硬质玻璃，有一定的规格，厚度为5mm～6.5mm。
玻璃刀用专用制刀机制作。制好玻璃刀后，要围绕刀口制作一只水槽，以便使超薄切片漂浮在水面上。水槽有树胶水槽和胶布水槽两种。树胶水槽有固定的形状，可反复使用。胶布水槽是临时用胶布或专用塑料条制作的。装好水槽后，用熔化的石蜡封固接口，防止漏水。
4.载网和支持膜
4.1 载网
电镜中使用的载网有铜网、不锈钢网、镍网等，一般常用铜网。载网为圆形，直径3mm。网孔的形状有圆形、方形、单孔形等。
网孔的数目不等，有100、200、300目等多种规格，可根据需要进行选择。
4.2 支持膜的制备
挑选并清洗好载网之后，要在载网上覆盖一层薄膜，这层薄膜称支持膜，厚度为10nm～20nm。对支持膜的要求是透明无结构，并能承受电子束的轰击。常用的支持膜有火棉胶膜及聚乙烯醇缩甲醛膜(Formvar膜)，一般采用后者。
超薄切片
超薄切片需用超薄切片机进行。根据推进原理不同，将超薄切片机分为两大类：一类是机械推进式切片机，用微动螺旋和微动杠杆来提供微小推进；另一类是热胀冷缩式切片机，利用金属杆热胀或冷缩时产生的微小长度变化来提供推进。
超薄切片的步骤包括：(1)安装包埋块；(2)安装玻璃刀；(3)调节刀与组织块的距离；(4)调节水槽液面高度与灯光位置；(5)调节加热电流及切片速度，切片；(6)将切片捞在有支持膜的载网上。
