超显微形态学（ultramicroscopic morpho-logy）是研究在1～200纳米范围内的细胞组分（包括病毒）的形态结构，以及它们在正常生理活动和病理变化，
电子显微镜问世和超薄制片技术的不断改进才使该技术成功。
超显微形态学（ultramicroscopic morpho-logy）是研究在1～200
纳米范围内的细胞组分（包括病毒）的形态结构，以及它们在正常生理活动和病理情况下变化的学科。
电子显微镜用电子束代替光束作为光源。由于电子的波长特别短，分辨能力达到1～5埃，使人们可以观察到
光学显微镜极限之外的直至大分子之间的结构。超显微形态学就是指在这一水平上的形态学研究。
研究超显微形态的设备，除最为重要的电子显微镜外，还有
干涉显微镜，
X射线衍射仪等。有的细胞结构，如高尔基器，究竟是否为一种细胞器，在只用光学显微镜观察的年代，长期争论不休；经电子显微镜下观察才被肯定。又如
线粒体、
中心粒、染色体和核仁等，虽然在光学显微镜下也能看到，但它们的细微而复杂的结构只有在电子显微镜下才能观察清楚。此外，在电子显微镜下还发现了以往在光学显微镜下未能看到的一些结构，如核糖体、溶酶体、质膜、核膜与核膜孔等，甚至可以观察到DNA等大分子，和DNA的转录活动等。在观察结构的基础上还可探索其活动的规律，例如对肌细胞超微结构的研究结果有助于阐明肌肉收缩的机理，对纤毛或鞭毛显微结构的研究弄清了精子尾部、原生动物及其他
细胞表面的纤毛和鞭毛活动的规律。
植物超显微形态的研究虽然开始较晚，但它揭示了动
植物细胞一些细胞器的共同性和各自的特异性。对植物细胞所特有的叶绿体的超微形态的观察，使人们对叶绿体的结构以及它如何在光合作用中发挥作用，有了比较完整的认识。对细菌和蓝藻的超微形态研究发现它们有许多相似之处，但和高等动植物细胞却有显著的差异，从而对了解它们的起源提供了有意义的资料。
在临床医学特别是病理学中，超微形态的观察对某些疾病的诊断以及病因的探讨有独到之处。例如观察“纤毛不活动综合征”患者的纤毛，发现纤毛的某一组成成分有缺陷或者移位，而且发现所有具纤毛的组织及细胞，如呼吸道上皮、内耳感觉上皮等的纤毛都具有同样的缺陷，这就提示，“纤毛不活动综合征”很可能是先天性的
遗传缺陷。还发现患者精子尾部结构的异常和身体其他部位纤毛的缺陷是同一类型的，因此，可以通过检查精子来进行诊断。
扫描电子显微镜使人们能直接观察细胞的表面结构。冰冻蚀刻技术为研究细胞膜及其特化结构——细胞间连接——开辟了途径。应用
超高压电子显微镜可以观察各种细胞器在细胞中的三维排列，使人们得到立体的概念。
电子显微镜技术结合其他技术，促使超显微形态学向纵深发展。如结合其他学科的成就，特别是应用近代
细胞化学技术，包括放射自显术和
免疫电镜术，研究了某些大分子在高尔基器上的定位和变化，从而对高尔基器在分泌过程中产生糖脂和糖蛋白的作用以及与细胞膜的关系有了认识。