第一台TEM由马克斯·克诺尔和 [[ 恩斯特·鲁斯卡 ]] 在1931年研制，这个研究团队于1933年研制了第一台分辨率超过可见光的TEM，而第一台商用TEM于1939年研制成功。

=== 最开始的研究===

恩斯特·阿贝最开始指出，对物体细节的 [[ 分辨率 ]] 受到用于成像的光波波长的限制，因此使用光学显微镜仅能对微米级的结构进行放大观察。通过使用由奥古斯特·柯勒和莫里茨·冯·罗尔研制的 [[ 紫外光显微镜 ]] ，可以将极限分辨率提升约一倍。然而，由于常用的玻璃会吸收 [[ 紫外线 ]] ，这种方法需要更昂贵的石英光学元件。当时人们认为由于光学波长的限制，无法得到亚微米分辨率的图像。

1858年，尤利乌斯·普吕克认识到可以通过使用磁场来使阴极射线弯曲。这个效应早在1897年就由曾经被费迪南德·布劳恩用来制造一种被称为阴极射线示波器的测量设备，而实际上早在1891年，里克就认识到使用 [[ 磁场 ]] 可以使阴极射线聚焦。后来，汉斯·布斯在1926年发表了他的工作，证明了制镜者方程在适当的条件下可以用于电子射线。

1928年， [[ 柏林科技大学 ]] 的高电压技术教授阿道夫·马蒂亚斯让马克斯·克诺尔来领导一个研究小组来改进阴极射线示波器。这个研究小组由几个博士生组成，这些博士生包括恩斯特·鲁斯卡和博多·冯·博里斯。这组研究人员考虑了透镜 [[ 设计 ]] 和示波器的列排列，试图通过这种方式来找到更好的示波器设计方案，同时研制可以用于产生低放大倍数（接近1:1）的电子光学原件。1931年，这个研究组成功的产生了在阳极光圈上放置的网格的电子放大图像。这个设备使用了两个磁透镜来达到更高的放大倍数，因此被称为第一台 [[ 电子显微镜 ]] 。在同一年， [[ 西门子 ]] 公司的研究室主任莱因霍尔德·卢登堡提出了电子显微镜的静电透镜的 [[ 专利 ]] 。