Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), nanometre çözünürlüğe sahip ve yüzeyleri atomik düzeyde inceleme kabiliyetine sahip bir mikroskop teknolojisidir. AFM'nin temelinde, yüzey ile etkileşimlerin ölçülmesi için bir kuvvet sensörü veya ucu bulunmaktadır. Genellikle mikroçip üzerine monte edilmiş ince bir sivri uç, elastik bir çubuk olan kantilever üzerine yerleştirilir. Bu uç, örnek yüzeyine yaklaştırılır ve aralarındaki etkileşimler, atomik veya moleküler çekim kuvvetleri, elektrostatik kuvvetler veya van der Waals kuvvetleri gibi çeşitli etkileşimleri içerecek şekilde gerçekleşir. Bu etkileşimler, kantileverin fiziksel özelliklerinde değişikliklere yol açar. Kantileverdeki bu değişiklikler, bir lazer ışını tarafından algılanır. Lazer ışını, kantilever üzerine yönlendirilir ve yüzeyden yansıyan ışın, bir foto-detektör tarafından ölçülerek kaydedilir. Elde edilen bilgiler, bilgisayar aracılığıyla işlenir ve yüzeyin nanometre çözünürlükle topografisi ile diğer özellikleri haritalanır.
AFM, yüzeyin birçok önemli özelliğini belirlemede kullanılır. Yüzeyin nanometre çözünürlükte topografik özelliklerini inceleyebilir. Yüzeydeki çukurlar, tepecikler, hendekler ve diğer topografik oluşumlar detaylı bir şekilde görüntülenebilir. AFM, yüzeyin mekanik özelliklerini, örneğin, malzemenin sertliği, elastikiyeti ve yapışkanlığı gibi mekanik özellikleri belirler. Elektrostatik modlarda çalışarak AFM, yüzeyin elektriksel özelliklerini inceleyebilir. Yük dağılımları, yüzey potansiyeli ve elektriksel iletkenlik gibi faktörler değerlendirilebilir. Manyetik modlarda kullanılarak, yüzeyin manyetik alan dağılımı, manyetik moment ve manyetik alan etkileşimleri gibi faktörler AFM ile incelenebilir. Aynı zamanda, AFM, biyolojik örnekleri incelemek ve ölçmek için kullanılabilir. Proteinlerin, DNA'nın ve hücrelerin nanoskala detaylarına ulaşmak, biyolojik sistemlerin anlaşılmasına katkıda bulunabilir.
AFM, nanometre çözünürlükle yüzeyleri inceleyen bir araştırma aracı olarak geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. AFM'nin başlıca kullanım alanları arasında yüzey topografisi incelemeleri, nanomalzeme karakterizasyonu, biyo-nanoteknoloji, hücre incelemeleri, polimer bilimi, yüzey modifikasyonu, tıp ve diagnostik uygulamalar, ve nanoteknolojik üretim kontrolü bulunmaktadır. Bu çeşitli uygulamalar, AFM'nin materyal bilimi, nanobilim ve nanoteknoloji gibi alanlarda nanoskala dünyada detaylı analizler yapabilme yeteneğiyle önemli bir araştırma ve karakterizasyon aracı olmasını sağlar.