透射電鏡是一種綜合性大型分析儀器，在現代科學技術的研究開發工作中被廣泛地使用。由于透射電鏡能觀察的樣品必須很薄(60～70nm)，所以透射電鏡的樣品準備要求很嚴格，方法也很單一。一般有以下兩種方法：
一、負染色技術
負染色技術簡單快速，可以顯示生物大分子、細菌、分離的細胞器以及蛋白晶體等樣品的形態、結構、大小以及表面結構的特征。尤其在病毒學中，負染色技術有著廣泛的應用。
樣品要求：①透射電鏡樣品懸液的純度不要求很純，但是如果雜質太多，如大量的細胞碎片，培養基殘渣，糖類以及各種鹽類結晶的存在都會干擾染色反應和透射電鏡的觀察。尤其是不能有過多的糖類，因為在電子束的轟擊下，糖類容易碳化而有礙觀察，因此樣品要適當提純。②樣品懸液的濃度要適中，太稀在透射電鏡下很難找到樣品，太濃樣品堆積影響觀察。
操作流程：吸取樣品懸液滴到有膜的銅網上，靜置數分鐘，然后用濾紙吸去多余的液體，滴上負染色液，染色1～2min后濾紙吸去負染色液，待干后用于透射電鏡觀察。
二、超薄切片技術
超薄切片技術是為透射電鏡觀察提供薄樣品的專門技術，是生物學中研究細胞超微結構Z常用的技術。廣泛應用于生物體的各種細胞的超微結構觀察。一般厚度在10～100nm的切片稱為超薄切片，制作這種切片的技術叫做超薄切片技術。超薄切片制作的過程包括取材、固定、脫水、滲透、包埋、聚合、切片和染色等幾個環節，和一般光學顯微鏡的石蠟切片過程相似。但是，超薄切片切片過程更為細致與復雜，要求更嚴格，而且所用的試劑比較昂貴、配制復雜、強致癌。