В таком микроскопе гальванический электрод с очень острым концом сканирует под управлением компьютера вдоль поверхности исследуемого образца, покрытой специальным вспомогательным раствором. В зависимости от электрохимических свойств локального участка поверхности образца изменяется разность потенциалов между электродом и образцом (или вспомогательным электродом сравнения) либо электрический ток, протекающий через электрод при приложенном извне напряжении. Запоминая получаемый сигнал, компьютер строит увеличенное изображение поверхности образца. На этом изображении хорошо видны "электрохимические неоднородности", обусловленные наличием вкраплений различных веществ.
Разработаны различные варианты получения сигналов, позволяющие, меняя состав раствора, модифицируя электрод, применяя вспомогательный электрод и соответствующие редокс системы, настраиваться на выявление на поверхности образца мест расположения различных аналитов.