原子力显微镜(AFM)是一种用于研究固体材料表面结构的精密分析仪器。它通过检测探针与样品表面之间的微弱原子间相互作用力来获取样品表面的三维形貌和性质。这种相互作用力微弱，通常只有几皮牛顿(pN)，因此需要使用高度敏感的微悬臂，其一端固定，另一端装有微小的针尖。当探针接近样品表面时，针尖会与其相互作用，导致微悬臂发生形变或运动状态的变化。通过检测这些变化，可以获取作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌、结构信息及粗糙度等参数。
原子力显微镜是一种纳米级分辨率的成像技术，通过探针与样品表面接触进行研究。原子力显微镜可以检测很多样品，提供表面研究和生产控制或流程发展的数据，这些都是常规扫描型表面粗糙度仪及电子显微镜所不能提供的。
原子力显微镜基本的功能是：
通过检测探针-样品作用力可表征样品表面的三维形貌，这是原子力显微镜基本的功能。由于表面的高低起伏状态能够准确地以数值的形式获取，对表面整体图像进行分析可得到样品表面的粗糙度、颗粒度、平均梯度、孔结构和孔径分布等参数;对小范围表面图像分析还可得到表面物质的晶形结构、聚集状态、分子的结构、面积和表面积及体积等;通过一定的软件也可对样品的形貌进行丰富的三维模拟显示如等高线显示法、亮度-高度对应法等，亦可转换不同的视角，让图像更适于人的直观视觉。
通过检测探针和样品作用力来表征样品表面的三维形貌。因为样品表面的高低起伏情况可以准确的以数值的形式反馈回来，所以能够通过对样品表面整体的图像进行分析，得到样品表面的粗糙度、平均梯度、颗粒度、孔结构以及孔径分布的参数等;若对小范围的样品表面的图像进行分析，还可以获得物质的晶形结构、分子的结构、聚集状态、表面积及体积等方面的信息。
