HRTEM（High Resolution Transmission Electron Microscope）是一種高解析度的透射電子顯微鏡。它的解析度較高，能夠觀察到大多數晶體材料的原子排列。HRTEM不僅能夠觀察到反映晶面間距的晶格條紋像，還能觀察到反映晶體結構中原子或原子團配置情況的結構像。通過測定明暗條紋的間距，並與晶體的標準晶面間距對比，可以方便地標定出晶面取向或材料的生長方向。
HRTEM的成像原理是，具有一定波長的電子束入射到晶體時，在滿足布拉格條件（2dsinθ=λ）下，於特定角度（2θ）處產生衍射波。這些衍射波在物鏡的後焦面上匯聚成一點，形成衍射斑點。在後焦面上的衍射波繼續向前運動時，衍射波合成，在像平面上形成放大的像，即電子顯微像。在後焦面上插入大的物鏡光闌時可以使兩個以上的波乾涉成像，這種高分辨電子顯微方法所觀察的像稱之為高分辨電子顯微像。
HRTEM顯微圖像可以根據衍射條件和試樣厚度不同，分為晶格條紋、一維結構像、二維晶格像（單胞尺度的像）、二維結構像（原子尺度像）、特殊的像等。例如，晶格條紋是通過選擇物鏡光闌後焦面上的一個透射束和一個衍射束相互乾涉得到的，其強度成周期變化的一維條紋花樣。