Bei der Rastersondenmikroskopie (SPM von engl. Scanning Probe Microscopy) werden mit einer physikalischen Sonde Bilder von Probenoberflächen erzeugt. Dabei wird die Probe mit einer solchen Sonde, z.B. einer scharfen Spitze – in Direktkontakt oder aus kleinem Abstand – abgetastet, während die Interaktion zwischen der Sonde und der Oberfläche gemessen wird. Typischerweise wird ein Rasterscan der Probe durchgeführt und die Interaktion zwischen Sonde und Oberfläche als Funktion der Position aufgezeichnet. Die gemessenen Daten liegen daher normalerweise als zweidimensionales Raster von Datenpunkten vor.
Die ersten Rastersondenmikroskope nutzten das Tunneling-Prinzip (Rastertunnelmikroskopie, RTM). Hier wird der Strom gemessen, der zwischen Sondenspitze und Probe fliesst. Dabei steht die Spitze nicht in direktem Kontakt mit der Probe und die Elektronen „tunneln“ durch den Spalt zwischen den beiden Komponenten. Den ersten RTM-Mikroskopen folgten bald Rasterkraftmikroskopie (RKM), bei welchen kleinste Kräfte zwischen Sondenspitze und Probe gemessen werden. SPM Mikroskope können z.B. zum Abbilden einzelner Atome oder Moleküle, elektrischer Oberflächeneigenschaften oder Nanostrukturen eingesetzt werden.
