電子束穿過樣品時會攜帶有樣品的信息，TEM的成像設備使用這些信息來成像。投射透鏡將處于正確位置的電子波分布投射在觀察系統上。觀察到的圖像強度，I，在假定成像設備質量很高的情況下，近似的與電子波函數的時間平均幅度成正比。若將從樣品射出的電子波函數表示為Ψ，則不同的成像方法試圖通過修改樣品射出的電子束的波函數來得到與樣品相關的信息。根據前面的等式，可以推出觀察到的圖像強度依賴于電子波的幅度，同時也依賴于電子波的相位。雖然在電子波幅度較低的時候相位的影響可以忽略不計，但是相位信息仍然非常重要。高分辨率的圖像要求樣品盡量的薄，電子束的能量盡量的高。因此可以認為電子不會被樣品吸收，樣品也就無法改變電子波的振幅。由于在這種情況下樣品僅僅對波的相位造成影響，這樣的樣品被稱作純相位物體。純相位物體對波相位的影響遠遠超過對波振幅的影響，因此需要復雜的分析來得到觀察到的圖像強度。例如，為了增加圖像的對比度，TEM需要稍稍離開聚焦位置一點。這是由于如果樣品不是一個相位物體，和TEM的對比度傳輸函數卷積以后將會降低圖像的對比度。