Istnieją dwa główne typy dział elektronowych wykorzystujących zjawisko termoemisji lub emisję polową. Najprostsze działo elektronowe to wolframowe włókno (katoda). Jest ono nagrzewane w próżni do temperatury około 2800 K. Elektrony uzyskują energię, która pozwala, aby opuściły katodę. Emitowane elektrony są kolimowane i ogniskowane przy pomocy cylindra Wehnelta (pole elektrostatyczne). Wiązka pierwotna ma wtedy średnicę około 50 μm. Potencjał przyłożony do anody wynosi od 1 do 20 kV. Przyspieszenie elektronów następuje w wyniku dużej różnicy potencjałów pomiędzy katodą a anodą (rys. 1).
Głównym parametrem charakteryzującym działo elektronowe jest jasność źródła wiązki Definiuje się ją jako gęstość prądu odniesioną do jednostkowego kąta bryłowego:
gdzie: – natężenie prądu elektrycznego [A], – średnica wiązki padającej na próbkę [m], – połowa kąta apertury obiektywu [°].