Az AFM egy éles csúcssal (szondával) ellátott kantilíverből áll, amelyet a minta felületének szkennelésére használnak. A kantilíver jellemzően szilícium vagy szilícium-nitrid, aminek a görbület sugara a nanométerek sorrendjében van. Amikor a csúcsot a minta felületének közelébe hozzák, a csúcs és a minta közötti erők Hooke-törvény szerint a kantilíver elhajlásához vezetnek. A helyzettől függően az AFM-ben mért erők közé tartozik a mechanikai érintkezési erő, a van der Waals-erők, a kapilláris erők, a kémiai kötőerők, az elektrosztatikus erők, a mágneses erők (lásd a mágneses erők mikroszkópját, az MFM-t), a szolvációs erők, stb. Egyidejűleg további erőmennyiségeket lehet mérni speciális típusú szkennelési szondák (lásd a fotomikroszkópét, a hő
szilícium vagy szilícium-nitrid