根據(jù)針尖與試樣表面相互作用力的變化，ＡＦＭ主要有3種操作模式：接觸模式(contact mode),非接觸模式(non-contact mode)和敲擊模式(tapping mode)。
接觸模式：從概念上來理解,接觸模式是ＡＦＭ最直接的成像模式.正如名字所描述的那樣,AFM在整個掃描成像過程之中,探針針尖始終與樣品表面保持親密的接觸,而相互作用力是排斥力.掃描時,懸臂施加在針尖上的力有可能破壞試樣的表面結(jié)構(gòu),因此力的大小范圍在10-10～10-6Ｎ.若樣品表面柔嫩而不能承受這樣的力,便不宜選用接觸模式對樣品表面進行成像；
非接觸模式：非接觸模式探測試樣表面時懸臂在距離試樣表面上方5～10nm的距離處振蕩.這時,樣品與針尖之間的相互作用由范德華力控制,通常為10-12Ｎ,樣品不會被破壞,而且針尖也不會被污染,特別適合于研究柔嫩物體的表面.這種操作模式的不利之處在于要在室溫大氣環(huán)境下實現(xiàn)這種模式十分困難.因為樣品表面不可避免地會積聚薄薄的一層水,它會在樣品與針尖之間搭起小小的毛細(xì)橋,將針尖與表面吸在一起,從而增加對表面的壓力；
敲擊模式：敲擊模式介于接觸模式和非接觸模式之間,是一個雜化的概念。懸臂在試樣表面上方以其共振頻率振蕩,針尖僅僅是周期性地短暫地接觸/敲擊樣品表面.這就意味著針尖接觸樣品時所產(chǎn)生的側(cè)向力被明顯地減小了.因此當(dāng)檢測柔嫩的樣品時,AFM的敲擊模式是選擇之一.一旦ＡＦＭ開始對樣品進行成像掃描,裝置隨即將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng),如表面粗糙度、平均高度、峰谷峰頂之間的距離等,用于物體表面分析.同時,AFM還可以完成力的測量工作,測量懸臂的彎曲程度來確定針尖與樣品之間的作用力大小。

     試樣制備
1. 粉末樣品的制備
粉末樣品的制備常用的是膠紙法，先把兩面膠紙粘貼在樣品座上，然后把粉末撒到膠紙上，吹去為粘貼在膠紙上的多余粉末即可。
2. 塊狀樣品的制備
玻璃、陶瓷及晶體等固體樣品需要拋光，注意固體樣品表面的粗糙度。（或者納米四氧化三鐵顆粒：把四氧化三鐵納米粉分散到溶劑中，越稀越好，然后涂于解離后的云母片上，自然晾干或用旋涂機旋涂都可以。）