1.微區性、微量性:幾個立方um范圍能將微區化學成分與顯微結構對應起來。而一般化學分析、X射線熒光分析及光譜分析等，是分析樣品較大范圍內的平均化學組成，也無法與顯微結構相對應，不能對材料顯微結構與材料性能關系進行研究。
2.方便快捷:制樣簡單，分析速度快。
3.分析方式多樣化:可以連續自動進行多種方法分析，如進行樣品X射線的點、線、面分析等。自動進行數據處理和數據分析。
3.應用范圍廣:可用于各種固態物質、材料等。
4.元素分析范圍廣:一般從鈹(Be4)--鈾(U92)。因為H和He原子只有K層電子，不能產生特征X射線，所以無法進行電子探針成分分析。鋰(Li)雖然能產生X射線，但產生的特征 X射線波長太長，通常無法進行檢測，電子探針用大面間距的皂化膜作為衍射晶體已經可以檢測Be元素。
5.不損壞樣品:樣品分析后，可以完好保存或繼續進行其它方面的分析測試，這對于文物、古陶瓷、古硬幣及犯罪證據等稀有樣品分析尤為重要。
6.定量分析靈敏度高:相對靈敏度一般為(0.01-0.05) wt%，檢測絕對靈敏度約為10-14g，定量分析的相對誤差為(1-3)%。
7.一邊觀察一邊分析:對于顯微鏡下觀察的現象，均可進行析。