通用型原子力显微镜可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构，通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力，来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。通用型原子力显微镜有三种基本操作模式，可区分为接触式、非接触式及轻敲式三大类。
1、接触式：利用探针的针尖与待测物表面之原子力交互作用(一定要接触)，使非常软的探针臂产生偏折，此时用特殊微小的雷射光照射探针臂背面，被探针臂反射的雷射光以二相的photodiode(雷射光相位侦检器)来记录雷射光被探针臂偏移的变化，探针与样品间产生原子间的排斥力约为10-6至10-9牛顿。
2、非接触式(Non-contactmode)：为了解决接触式AFM可能损坏样品的缺点，便有非接触式AFM被发展出来，这是利用原子间的长距离吸引力─范德华力来运作。Non-contactmode的探针必需不与待测物表面接触，利用微弱的范德华力对探针的振幅改变来回馈。探针与样品的距离及探针振幅需遵守范德华力原理，因此造成探针与样品的距离不能太远，探针振幅不能太大(约2至5nm)，扫描速度不能太快等限制。样品置放于大气环境下，湿度超过30%时，会有一层5至10nm厚的水分子膜覆盖于样品表面上，造成不易回馈或回馈错误。
3、轻敲式AFM(Tappingmode)：将非接触式AFM加以改良，拉近探针与试片的距离，增加探针振幅功能(10～300KHz)，其作用力约为10-12牛顿，Tappingmode的探针有共振振动，探针振幅可调整而与材料表面有间歇性轻微跳动接触，探针在振荡至波谷时接触样品，由于样品的表面高低起伏，使得振幅改变，再利用回馈控制方式，便能取得高度影像。
