冷冻电子显微镜，顾名思义就是应用冷冻固定术，在低温下使用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）观察样品的显微技术。冷冻电子显微镜是重要的结构生物学研究方法，是获得生物大分子结构的重要手段。

因为图像是理解机制的关键，科学的突破往往建立在采用肉眼对目标成功获取其视觉构像。长期以来，人们认为TEM不适合观察生物分子，因为强大的电子束会破坏生物材料。然而，冷冻电镜的产生，让研究者能将生物分子“冻起来”，前所未有地观察分析运动过程，这些表征对于生命化学的理解和药物学的发展都有决定性影响。正因如此，冷冻电镜也将今年诺贝尔化学将纳入麾下。