thumb|Obraz uzyskany w mikroskopie jonowym z anodą wolframową. Układ plamek pokazuje rozmieszczenie pojedynczych atomów na ostrzu. Pierścieniowy układ plamek jest obrazem sześciennej sieci krystalicznej na powierzchni sferycznej thumb|Schemat mikroskopu jonowego
Polowa mikroskopia jonowa (ang. Field ion microscopy (FIM)) – technika analityczna stosowana w nauce o materiałach.
Jest to najstarsza technika, która pozwoliła "zobaczyć" pojedyncze atomy. Technika została wymyślona i zastosowana po raz pierwszy przez Erwina Müllera, który opublikował jej zasady w 1951 r, w czasopiśmie Zeitschrift für Physik.
Za pomocą tej techniki można oglądać atomy na powierzchni specjalnie spreparowanych, cienkich (promień <50 nm) metalowych igieł. Igłę taką umieszcza się w komorze próżniowej, którą napełnia się gazem szlachetnym – neonem lub helem. Igła jest schładzana do bardzo niskiej temperatury (4-100 K), a następnie jest do niej przykładane dodatnie napięcie wielkości od 1000 do 20 000 woltów.