접촉하지 않은 틈의 전류
탐침을 시료 가까이 가져가고 두 대상 사이에 전압을 걸면 작은 틈을 사이에 둔 터널링 전류를 측정할 수 있다. 전류를 이용한다는 점에서 탐침과 시료 사이 힘을 주로 검출하는 원자 힘 현미경과 구분된다. 작은 탐침을 움직인다는 공통점만으로 같은 장치가 되는 것은 아니다.
전류를 일정하게 유지하는 측정
정전류 방식에서는 표면을 주사하며 전류가 일정하도록 탐침의 수직 위치를 조절한다. 위치마다 필요한 조절량을 기록해 표면 지도를 얻는다. 이 과정은 빛을 렌즈로 확대하여 사진을 찍는 원리와 다르며, 피드백 신호를 공간 정보로 바꾸는 측정이다.
형상과 전자 상태
터널링 전류에는 표면의 기하 구조뿐 아니라 전자 상태도 관련된다. 따라서 STM 영상의 밝고 어두운 부분을 단순한 물리적 높낮이만으로 해석하면 충분하지 않을 수 있다. 측정 전압과 신호가 어떤 전자 상태를 반영하는지 고려해야 한다.
시료 선택의 조건
보통의 STM 측정은 도체나 반도체 시료를 대상으로 한다. 전류가 흐를 수 있는 조건을 이용하므로 임의의 절연 표면을 같은 방식으로 관측할 수 있다고 가정해서는 안 된다. 관심이 표면 형상인지 전자 상태인지에 따라 다른 현미경과의 역할도 구분한다.