靜電透鏡是一種有助于傳輸帶電粒子的裝置。 例如，它可以將樣品發射的電子引導至電子分析儀，類似于光學透鏡在光學儀器中協助光傳輸的方式。 靜電透鏡系統可以按照與光學透鏡相同的方式設計，因此靜電透鏡很容易放大或會聚電子軌跡。 靜電透鏡也可用于聚焦離子束，例如制作用于照射單個細胞的微束。

柱面透鏡由幾個側面為薄壁的圓柱體組成。 每個圓柱平行于電子進入的光軸排列。 氣缸之間有小間隙。 當每個圓柱體具有不同的電壓時，圓柱體之間的間隙起到透鏡的作用。 可以通過選擇不同的電壓組合來改變放大倍數。 雖然可以改變兩個柱面透鏡的放大倍率，但通過此操作也會改變焦點。 三柱面透鏡在保持物像位置的同時實現放大倍率的變化，因為有兩個間隙作為透鏡。 盡管電壓必須根據電子動能而變化，但當光學參數不變時電壓比保持恒定。

當帶電粒子在電場中時，力作用在它上面。 粒子越快，累積的沖量越小。 對于準直光束，焦距等于初始脈沖除以透鏡累積的（垂直）脈沖。 這使得單個透鏡的焦距成為帶電粒子速度的二階函數。 光子學中已知的單透鏡不容易用于電子。

柱面透鏡由散焦透鏡、聚焦透鏡和第二散焦透鏡組成，它們的折光力之和為零。 但是由于透鏡之間有一些距離，電子轉了三圈并在離軸較遠的位置撞擊聚焦透鏡，因此以更大的強度行進。 這種間接性導致這樣一個事實，即所得屈光力是單個鏡片屈光力的平方。

單透鏡是一種靜電透鏡，可以在不改變光束能量的情況下進行聚焦。 它由三組或更多組沿軸線串聯的圓柱形或矩形管組成。

四極透鏡由兩個相互旋轉 90° 的單四極組成。 設 z 為光軸，則可以分別針對 x 軸和 y 軸推導出屈光力又是單個透鏡屈光力的平方。

磁性四極桿的工作原理與電四極桿非常相似，但洛倫茲力會隨著帶電粒子的速度而增加。 本著維恩濾波器的精神，組合的磁電四極桿在給定速度附近是消色差的。 Bohr 和 Pauli 聲稱，這種透鏡在應用于具有自旋的離子（在色差意義上）時會導致像差，但在應用于也具有自旋的電子時則不會。 參見 Stern–Gerlach 實驗。

磁場也可用于聚焦帶電粒子。 作用在電子上的洛倫茲力垂直于運動方向和磁場方向 (vxB)。 均勻場偏轉帶電粒子，但不會聚焦它們。 最簡單的磁透鏡是一個環形線圈，光束xxx沿著線圈的軸穿過它。 為了產生磁場，電流通過線圈。 磁場在線圈平面內xxx，遠離它時會變弱。 在線圈的平面上，當我們遠離軸時，磁場會變強。 因此，遠離軸的帶電粒子比靠近軸的粒子經歷更強的洛倫茲力（假設它們具有相同的速度）。

這引起聚焦動作。 與靜電透鏡中的路徑不同，磁性透鏡中的路徑包含螺旋分量，即帶電粒子圍繞光軸螺旋。 結果，由磁透鏡形成的圖像相對于物體旋轉。 靜電透鏡不存在這種旋轉。 磁場的空間范圍可以通過使用鐵（或其他磁性軟材料）磁路來控制。 這使得設計和制造具有明確光學特性的更緊湊的磁性透鏡成為可能。 當今使用的絕大多數電子顯微鏡都使用磁性透鏡，因為它們具有卓越的成像性能，并且不需要靜電透鏡所需的高壓。