Le microscope électronique à transmission JEOL JEM 1200EX est constitué d'une colonne électronique avec un canon à filament de tungstène, d'une cuve haute tension permettant de générer, d'un système de pompage à 3 étages et d'une armoire d'alimentation électrique.

Le canon est une source d'électrons fonctionnant par effet thermoélectronique. Les électrons sont accélérés à une grande vitesse grâce à la tension d'accélération très stable. Ces électrons se déplaçant à grande vitesse constituent un faisceau avec une longueur d'onde très faible et permettent donc une résolution importante. La partie condenseur de la colonne constituée de lentilles électromagnétiques va permettre de focaliser les électrons sur un échantillon suffisamment mince pour être traversé. Les électrons qui auront traversé cet échantillon vont passer par d'autres lentilles électromagnétiques (lentille objectif et étage projecteur) qui vont permettre de grossir l'image de la partie étudiée. Cette image comportera des zones d'intensité différente selon l'importance des interactions des électrons avec les atomes de l'échantillon. Les images obtenues par cet instrument renseignent sur le numéro atomique moyen, sur la taille et l'épaisseur des objets. Pour les objets cristallins, des interférences entre les électrons et les plans atomiques du cristal s'ajoutent à l'image.

Un mode de fonctionnement de la colonne électronique permet d'obtenir un diagramme caractérisant le ou les cristaux observés. Ce diagramme permet de déterminer la structure cristalline et la distance entre les couches d'atomes. Sur un microscope électronique à transmission, les électrons constituant l'image doivent être convertis en photon par l'utilisation d'un écran phosphore pour permettre à l'utilisateur de voir cette image ou à une camera numérique de la capturer. Des négatifs photographiques qui réagissent très bien à un faisceau d'électrons peuvent aussi être utilisés.

Le niveau de vide dans la colonne est élevé pour ce type de canon. L'échantillon est, comme sur tous les microscopes électroniques à transmission, déposé sur une grille permettant de placer l'échantillon sur le trajet du faisceau d'électrons. Cette grille qui peut être en cuivre, en nickel, en or ... et peut disposer de plusieurs centaines de trous. Ces trous sont autant de fenêtre d'observation pour des objets qui sont maintenus par les barreaux de cette grille ou par un film organique mince de 3nm à 50 nm. La grille maintenue par le porte objet est translatée sur trois axes et la rotation est possible sur au moins un axe. Ces déplacements très précis sont mis en oeuvre par une platine goniométrique en déplaçant le porte objet sous le faisceau d'électrons fixe. Cet instrument possède un porte objet de type side-entry car celui ci traverse directement la paroi du microscope selon une direction perpendiculaire à l'axe de l'instrument.