اصل بسیاری از دستگاههای مشخصسازی این است که الکترونها را با موادی که باید شناسایی شوند، برهمکنش میدهند، الکترونهای ثانویه را تحریک میکنند، یا انتقال سطح اتمی و پستریپ ایجاد میکنند و انرژی مشخصه را آزاد میکنند. درک برهمکنش های بین الکترون ها و ماده به درک اساسی انواع مختلف کمک می کندابزار شخصیت پردازیو برای درک سناریوهای کاربردی آنها.
هنگامی که یک پرتو الکترون به یک ماده برخورد می کند، فرآیندهای زیر ممکن است رخ دهد:
1. برهمکنش با الکترون بیرونی باعث انتقال الکترون حالت پایه می شود و الکترون هنگام بازگشت نور مرئی یا فرابنفش ساطع می کند.
2. برهمکنش با الکترون های باند ظرفیت یا نوار رسانایی باعث یونیزه شدن الکترون های خارجی و تولید الکترون های ثانویه می شود. انرژی الکترون ثانویه کم است، معمولاً کمتر از 50 eV. صرف نظر از نوع عنصر، تنها در محدوده سطحی 5-10 نانومتر درگیر است.
3. الکترون های فرودی با اتم ها برهم کنش می کنند، انرژی کاهش می یابد و انرژی از دست رفته به صورت پیوسته آزاد می شود.اشعه ایکس، پس از آن خود الکترون ها فرار می کنند که به آن الکترون های پس پراکنده می گویند. الکتریسیته پراکنده برگشتی به عدد اتمی مربوط می شود، هر چه عدد اتمی بزرگتر باشد، الکترون های پس پراکنده بیشتری دارند و عدد بر اساس نوع عنصر تعیین می شود که اصل طیف از دست دادن انرژی الکترون است.
4.. الکترون عبوری: از طریق مواد، و ولتاژ متناسب با عدد اتمی، و ضخامت معکوس متناسب است، عمق نفوذ خیلی بزرگ نیست، بنابراین می توان از آن برای اندازه گیری نمونه حدود 1 میکرون استفاده کرد.
5. الکترون فرودی نیز ممکن است وارد لایه داخلی اتم شود، الکترون داخلی را به یک الکترون ثانویه پرتاب کند، به طوری که در لایه داخلی جای خالی وجود داشته باشد و الکترون خارجی جای خالی را پر کند و انرژی اضافی فرار کند. که دراشعه ایکسیا الکترون بیرونی را پخش کند که به آن الکترون اوگر می گویند.