在使用透視電子顯微鏡觀察生物樣品前樣品必須被預先處理。隨不同研究要求的需要科學家使用不同的處理方法。
固定：為了盡量保存樣本的原樣使用戊二醛來硬化樣本和使用鋨酸來染色脂肪。
冷固定：將樣本放在液態的乙烷中速凍，這樣水不會結晶，而形成非晶體的冰。這樣保存的樣品損壞比較小，但圖像的對比度非常低。
脫干：使用乙醇和丙酮來取代水。
墊入：樣本被墊入后可以分割。
分割：將樣本使用金剛石刃切成薄片。
染色：重的原子如鉛或鈾比輕的原子散射電子的能力高，因此可被用來提高對比度。
使用透視電子顯微鏡觀察金屬前樣本要被切成非常薄的薄片（約0.1毫米），然后使用電解擦亮繼續使得金屬變薄，最后在樣本中心往往形成一個洞，電子可以在這個洞附近穿過那里非常薄的金屬。無法使用電解擦亮的金屬或不導電或導電性能不好的物質如硅等一般首先被用機械方式磨薄后使用離子打擊的方法繼續加工。為防止不導電的樣品在掃描電子顯微鏡中積累靜電它們的表面必須覆蓋一層導電層。