在16世紀末光學(xué)顯微鏡發(fā)明后，微米（1微米=10-6米）大小的細胞映在人類眼前，開啟了微生物學(xué)。1873年，恩斯特·阿貝（Ernst Abbe）證明了光學(xué)顯微鏡的分辨率只能達到光波長的1／2左右，稱為阿貝極限。而人類所能看到的光波長在400納米（1納米=10-9米）到700納米左右，因此200納米或0.2微米一直是一般光學(xué)顯微鏡分辨率無法突破的瓶頸。因此，在光學(xué)顯微鏡發(fā)明后的幾百年間，微米左右的物體一直是人類所能觀察到的最小尺度。

直到20世紀初電子顯微鏡的問世，人類才開始看到納米大小的物體。

從1928年開始，德國柏林工業(yè)大學(xué)的研究生恩斯特·魯斯卡（Ernst Ruska）在高壓技術(shù)研究所專門從事高壓真空技術(shù)的研究。工作中，他注意到電子的波動性質(zhì)，考慮到可見光波段的限制，從而萌生了利用電子束代替光波實現(xiàn)顯微放大的想法。光學(xué)顯微鏡的鏡頭是用玻璃制作的，而電子顯微鏡因為工作原理的不同，鏡頭則是電磁線圈。

1931年4月，在導(dǎo)師馬克斯·克諾爾的指導(dǎo)下，魯斯卡研制出世界上第一臺采用電子束進行工作的顯微鏡，這個并不被人們看好的“雛形”卻奠定了電子顯微鏡的發(fā)展方向。1933年，魯斯卡發(fā)表了題為“關(guān)于電子顯微鏡的磁性鏡頭”的博士論文，他所創(chuàng)制的透射式電子顯微鏡，分辨率要比光學(xué)顯微鏡高出10000倍。

1936年，魯斯卡來到西門子——哈爾斯克公司，在他的主持下，共同創(chuàng)建了電子顯微鏡工業(yè)研究所，并于當(dāng)年研發(fā)出第一臺能夠批量生產(chǎn)的“西門子超級顯微鏡”。1938年8月18日，該款電子顯微鏡獲得發(fā)明專利權(quán)并于1939年正式投入市場。

魯卡斯與其弟弟赫爾穆特·魯斯卡共同將電子顯微鏡推廣到生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進行應(yīng)用。二戰(zhàn)后，魯斯卡為西門子公司重建了電子光學(xué)實驗室，使得1949年起重新開始生產(chǎn)電子顯微鏡，全球有超過1200家的各國研究所使用他們的產(chǎn)品。

1986年，為表彰魯斯卡發(fā)明電子顯微鏡的貢獻，恩斯特·魯斯卡與掃描隧道顯微鏡的發(fā)明者格爾德·賓寧（Gerd Binnig）和海因里?！ち_雷爾（Heinrich Rohrer）共同分享了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎。