施加偏压于探测针与表面之间，则会造成电子因穿隧效应从表面穿越位势垒抵达探测针。穿隧电子所形成的穿隧电流能够敏锐地反应出间隙距离的些微变化；稍微改变间隙距离0.5nm，就会改变穿隧电流10倍。因此，通过测量穿隧电流，可以估算探测针与表面之间的间隙距离。利用压电反馈系统来改变探测针的位置，从而控制穿隧电流，维持穿隧电流与间隙距离都不改变，这样，探测针的轨迹描绘出金属样品的表面特征。
超光速穿隧.多年来，对于粒子穿越位势垒所需的间隔时间这论题，物理学者们争执不休。简略计算可以获得超光速穿