微細構造
生物学は、顕微鏡を使うことで大幅な進歩を遂げ、顕微鏡は生物学にとって無くてはならない道具となった。生物体は大きいものも実は顕微鏡サイズの構造の積み重ねであることが判明し、微生物のように顕微鏡でなければ発見されない生物も見つかった。20世紀初期までは、顕微鏡で見分けられる限界が知識の限界であった。しかし、同時にその限界より向こうに必要な情報が存在することも分かってきていた。例えば細胞膜の存在は認められるが、それは顕微鏡では確認できないものであった。生化学や分子生物学の進歩はその構造モデルを提出しつつあったが、その裏付けは得難かった。また、微生物学の発展は、顕微鏡では見えない大きさの病原体(ウイルス)の存在を証明した。
一般の顕微鏡(光学顕微鏡)の分解能(どれだけ細かいところが見分けられるか)は理論上、光の波長と同じ100nmのオーダーであり、これでは小さなバクテリア(1マイクロメートル前後)くらいまでは見分けられるが、その細部はもう区別できない部分となる。