光学显微镜与电子显微镜的区别在于，光学显微镜只能看到一些细胞结构，如细胞壁、叶绿体、染色染色体、线粒体、细胞核等。电子显微镜可以看到细胞器的内部结构，以及像核糖体这样更小的细胞器。
电子显微镜使用的照明源是电子枪发射的电子束，而光学显微镜的照明源是可见光(太阳光或光)。因为电子束的波长比光波的波长短，所以电子显微镜的放大倍数和分辨率明显高于光学显微镜。
在电子显微镜中起放大作用的物镜是电磁透镜(在中心部分能产生磁场的环形电磁线圈)，而光学显微镜的物镜是玻璃制成的光学透镜。电子显微镜中有三组电磁透镜，其作用与光学显微镜中的聚光镜、物镜和目镜相同。
总之，细胞的微观结构可以用光学显微镜看到，亚微观结构可以用电子显微镜看到。
