眾所周知，顯微鏡的發明將人們的視野從宏觀帶向了微觀世界，而原子力顯微鏡的出現，更是人類觀察微觀世界的又一里程碑。

在醫學的診斷中，AFM原子力顯微鏡可以更為直觀的觀測到細胞膜原子量級的變化，能有效的幫助醫生對病例的進一步診斷。

在心血管系統的研究中，科研人員利用原子力顯微鏡對免腹主動脈內皮細胞進行觀察，在一個反應了內皮細胞的相關特性，在用AFM原子力顯微鏡測量靜息培養及剪切應用下的牛主動脈內皮細胞的局部力學特征。并且利用原子力顯微鏡，得出血管內皮細胞表面存在醛固酮受體。

在消化系統的應用中，AFM原子力顯微鏡可以對肝內皮細胞竇孔進行觀察。在呼吸系統中，利用原子力顯微鏡，聯合TEM對TM進行研究。AFM原子力顯微鏡較早的應用于神經系統中，觀測比較人類正常神經細胞和神經腫瘤細胞表面的形態結構。利用原子力顯微鏡在血液系統的研究中觀測人外周血淋巴細胞活化48小時內的形態變化，得出淋巴細胞再受刺激后形貌發生明顯變化，細胞表面超微結構也趨于復雜，出現MIAN疫突觸。利用AFM原子力顯微鏡觀測膀胱癌病人BIU-87活細胞的超微結構。在眼科應用中，得力于原子力顯微鏡的觀測，證明透明質酸酶處理的標本較唾液酸酐酶處理標本細胞表面及形態變化較少，更接近于固定的未處理的內皮細胞真實形態。

所以，在醫學的研究中，原子力顯微鏡起到了重要作用，能夠觀測細胞膜原子量級的變化，對于疑難雜癥的進一步確診和研究，起到很大的輔助作用。