Ein Elektronenmikroskop sendet statt Licht Elektronen etwa auf Eiweiß-Moleküle und erreicht damit eine viel höhere Auflösung als Lichtmikroskope. Die Elektronenstrahlen benötigen jedoch ein Vakuum, wodurch Biomoleküle zusammenfallen können. Bei der Kryo-Elektronenmikroskopie (kryos: griechisch kalt) werden die Moleküle mit Hilfe von sehr kaltem Stickstoff oder Helium quasi schockgefroren. Sie werden so rasch abgekühlt, dass ihre Struktur weitgehend erhalten bleibt.

Kryo-Elektronenmikoskope kosten mehrere Millionen Euro.