电子探针显微分析原理及其发展的初期是建立在X射线光谱分析和电子显微镜这两种技术基础上的，该仪器实质上就是这两种仪器的科学组合。电子探针是运用电子所形成的探测针（细电子束）作为X射线的激发源来进行显微X射线光谱分析的仪器。分析对象是固体物质表面细小颗粒或微小区域，小范围直径为1μm。电子探针可测量的化学成分的元素范围一般从原子序数12（Mg）至92（U），原子序数大于22的元素可在空气通路的X射线光谱仪上进行测量。电子探针的灵敏度低于X射线荧光光谱仪，原因是电子探针X射线的本底值高于后者，但电子探针的绝对感量比其他仪器都高。此外，后期生产的仪器，可作X射线背散射照相、透视照相。能兼作透射电镜、能进行电子衍射、能作电子荧光观察等。
第一台电子探针是法国制成的，是在1949年用电子显微镜和X射线光谱仪组合而成。
1953年前苏联制成了X射线微区分析仪，以后英、美等国陆续生产。
第一台扫描电子探针仪是美国于1960年制成，不仅能对试样作点或微区分析，而且能对样品表面微区进行扫描。
原子序数12至22的元素要在真空下进行成分测定，原子序数12以内的元素需要增添一些特殊设备才能分析。原子序数50以上的元素用L系X射线光谱进行分析，原子序数50以下的元素也可以分析，如Sn（50）可用K系x射线光谱进行分析。
