استفاده از تصویربرداری میکروسکوپی با وضوح بالا به طور مداوم در مهندسی ، علوم مواد ، پزشکی ، علوم طبیعی و سایر زمینه ها در حال افزایش است. در بسیاری از مباحث ، توصیف سطوح نیاز به مشخصه یابی نانومتر یا کمتر دارد، در این حین میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ، اگرچه یک تکنیک نسبتاً جدید است ، اما اکنون به یک فناوری قدرتمند برای توصیف سطح مواد تا مقیاس اتمی تبدیل شده است. AFM را می توان برای به دست آوردن اطلاعات شیمیایی در مقیاس نانو ، اطلاعات مکانیکی (مدول الاستیک ، سختی ، ویسکوالاستیک ، اصطکاکی) ، الکتریکی ، خواص مغناطیسی و اطلاعات بسیار دیگری استفاده کرد. در مقایسه با سایر تکنیک های میکروسکوپی ، AFM هزینه کم ، کاربری آسان و قابلیت تصویربرداری با وضوح اتمی را ارائه می دهد. AFM یک تکنیک تحلیلی غیر مخرب قوی است که می تواند در هوا ، مایع یا خلاء مورد استفاده قرار بگیرد.

در علم مواد AFM توانایی منحصر به فردی را برای کسب اطلاعات مواد پلیمری ، نانو مواد ، فلزات و سرامیک ، مواد انرژی ، مواد الکترونیکی ، علوم سطحی و… از خود نشان می دهد

کاربردهای AFM در این زمینه های علمی ، مطالعه ساختار سطح ، مطالعه فرآیند تبلور و تبلور مجدد ، مطالعه رسانایی نمونه و تصویر برداری خواص الکتریکی نمونه ، اندازه گیری نیروها و تغییر شکل در مواد پلیمری ، مشخصه سازی سه بعدی نانوذرات ، اندازه گیری عوامل خنثی در نمونه های نیمه هادی و کنترل کیفیت برای فیلم های دی الکتریک و لایه های اکسیدی ، بررسی واکنش سطحی و ناپایداری در سطح مواد الکترود ، نگاشت خواص نانومکانیکی ، بررسی ریخت شناسی و ساختار ، بررسی مقاومت در برابر خراش ، تشخیص آلودگی سطح ، ویژگی های پلیمرهای شفاف انعطاف پذیر و بسیاری از کاربردهای ناشناخته دیگر.