原子間力顕微鏡
走査型トンネル顕微鏡 (STM) を1981年に開発した功績でノーベル物理学賞(1986年)を受賞したIBMのチューリッヒ研究所のゲルト・ビーニッヒ (Gerd Binnig) は、トンネル効果が生じるような非常に近い距離では探針と試料の間に有意な力が働くことを発見した。この力を利用する事により、STM では不可能な絶縁体の測定を実現しようとビーニッヒは考え、同研究所で1985年に AFM を開発した。
最初の AFM は金ホイルを貼ったダイヤモンド製カンチレバーの背面にSTMの探針を設置し、そのトンネル電流によってカンチレバーの変位を測定する非常に高価で複雑なものであった。その後、カンチレバーとしてSiなどが用いられるようになり、光てこなどの方式で変位を検出できるようになり、AFM システムは安価になった。
また当初は原子間力を利用して表面像を取得するのみであったが、現在では磁性や導電性を有するカンチレバーを用いることによって、表面形状像と同時に、磁気像を観察できる磁気力顕微鏡 (MFM) や、電気力(電気勾配力)を観察できる電気力顕微鏡 (EFM) という装置もある。最近ではこの他にも、AFM と蛍光顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡(英: confocal laser scanning microscope)、全反射(英: total internal reflection: TIRF)蛍光顕微鏡、ラマン分光法などを組み合わせた様々なハイブリッド AFM が使用されている。