原子力顯微鏡有三種基本操作模式，可區分為接觸式、非接觸式及輕敲式三大類。接觸式及非接觸式易受外界其它因素，如水分子的吸引，而造成刮傷材料表面及分辨率差所引起之影像失真問題，使用上會有限制，尤其在生物及高分子軟性材料上。下面就給大家介紹一下原子力顯微鏡的基本操作模式。
　　
　　原子力顯微鏡的基本操作模式：
　　
　　1、接觸式
　　
　　利用探針的針尖與待測物表面之原子力交互作用(一定要接觸)，使非常軟的探針臂產生偏折，此時用特殊微小的雷射光照射探針臂背面，被探針臂反射的雷射光以二相的雷射光相位偵檢器來記錄雷射光被探針臂偏移的變化，探針與樣品間產生原子間的排斥力約為10-6至10-9牛頓。
　　
　　2、非接觸式
　　
　　為了解決接觸式AFM可能損壞樣品的缺點，便有非接觸式AFM被發展出來，這是利用原子間的長距離吸引力─范德華力來運作探針必需不與待測物表面接觸，利用微弱的范德華力對探針的振幅改變來回饋。探針與樣品的距離及探針振幅必需嚴格遵守范德華力原理，因此造成探針與樣品的距離不能太遠，探針振幅不能太大，掃描速度不能太快等限制。
　　
　　3、輕敲式AFM
　　
　　將非接觸式AFM加以改良，拉近探針與試片的距離，增加探針振幅功能，其作用力約為10-12牛頓，探針有共振振動，探針振幅可調整而與材料表面有間歇性輕微跳動接觸，探針在振蕩至波谷時接觸樣品，由于樣品的表面高低起伏，使得振幅改變，再利用回饋控制方式，便能取得高度影像。