L'ultramicrotome, modèle OM U3, est disposé sur une table de travail avec support pour l'amortissement des vibrations extérieures ainsi que celles du moteur. La table intègre un pupitre de commande électrique.

Le microtome permet de réaliser des coupes d'une épaisseur pouvant aller jusqu'à 30nm avec un couteau de verre et 15nm avec un couteau diamant. Ces coupes sont destinées à l'observation par microscopie électronique à transmission des structures d'échantillons biologiques ou de matériaux de dureté faible à moyenne. Le travail à l'ultramicrotome se compose de trois ou quatre étapes. Pour ces étapes de préparations, l'échantillon a été préalablement inclus dans une résine d'enrobage pour conserver au mieux ses structures lors de la coupe et permettre de le maintenir dans un mandrin lors des étapes de préparations.

L'attaque s'effectue avec un couteau en verre réalisé avec du verre fraichement clivé. On utilise le microscope et l'éclairage du microtome. Le moteur ou la manivelle permet de déplacer la préparation dans un mouvement de coupe lent et rectiligne du haut vers le bas puis un mouvement rapide permettant de ramener la préparation à sa position initiale sans contact avec le couteau. Pendant ce mouvement cyclique, on avance l'échantillon en utilisant une vis micrométrique. Les coupes grossières d'une épaisseur maximum de 5 µm réalisées permettent ainsi d'avancer dans la préparation. Cette étape permet d'atteindre la partie intéressante de l'échantillon et d'obtenir un bon état de surface pour commencer les coupes ultraminces.

Le taillage peut être réalisée avec une lame de rasoir. On peut aussi utiliser le couteau en verre comme pour l'attaque mais en utilisant l'orientation du couteau et la rotation du mandrin. On coupe ce bloc de résine dans lequel se trouve l'échantillon avec une forme de pyramide avec des faces opposés parallèles. Cela permettra de couper essentiellement l'échantillon lors de la réalisation des coupes ultraminces. Un appareil spécifique, la machine à dresser existe pour réaliser cette étape avec précision et rapidité.

La taille orientée : A partir de coupes épaisses de 0.2 à 0.3 µm déposée sur une lame de verre, on localise des zones d'intérêts au microscope optique. Une pyramide réduite réalisée en utilisant les mêmes procédures que le taillage permet d'éliminer des futures coupes les zones sans intérêt.

La coupe ultramince : cette étape s'effectue à partir d'une préparation taillée fixée dans le mandrin et d'un couteau verre ou diamant. Ces couteaux possèdent un bassin rempli d'eau distillée à l'aide d'une seringue ou de la pompe intégrée au microtome. La surface de l'eau présente une surface concave affleurant le tranchant du couteau qui permet de dérouler le ruban constitué des coupes successives. On règle tout d'abord en utilisant un éclairage par le bas et le microscope, le parallélisme entre le couteau et la surface de coupe préparée lors de l'attaque. Pour réaliser les coupes ultraminces, on utilise l'avance fine de l'échantillon. Il s'agit d'une avance thermique. La dilatation d'un bloc métallique que l'on chauffe progressivement permet d'avancer de façon très précise l'échantillon vers le couteau. Le mouvement cyclique par moteur ou manivelle permet d'effectuer une coupe par cycle. Les coupes sont repêchées à l'aide d'une grille de microscope électronique à transmission et d'une pince.