Paleontologové obvykle používají k zjištění morfologie fosilií pozorování pomocí sekundárních elektronů (SE). Sekundární elektrony se tvoří velmi blízko povrchu vzorku, mají vysoké prostorové rozlišení a odhalují velmi jemné detaily povrchu vzorku. Mají také větší hloubku ostrosti než světelná mikroskopie. Elektronové mikroskopy jsou schopné rozlišovat detaily menší než jeden nanometr. Vyšší hloubka ostrosti je nutná pro zobrazování velkých trojrozměrných komplexních fosilií a fosilních zbytků.
- Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) se obvykle používá v paleontologii pro identifikaci a taxonomii mikrofosilií. K prevenci nabíjení vzorku se obvykle na preparáty nanáší vodivý povlak.
- Mikrofosilie jsou obecně menší než několik milimetrů. Nejběžnějšími organismy jsou řasy, prvoci a korýši. Velké populace těchto mikroorganismů se vyskytovaly na mnoha místech Země. Jejich velké rozlišení a relativní citlivost na změny prostředí učinily z mikrofosilií takzvané indexové fosilie, které se používají při datování sedimentárních sekvencí.
- Díky velké hloubce ostrosti lze studovat i makrofosilie. Podobně lze studovat například kosti malých obratlovců, aby se určily příčiny různých povrchových značek.