原子力显微镜在生物领域有着广泛的应用，生物分子能够在原子力显微镜的检测下，看到物质超微结构的变化，这些变化包含表面结构的缺陷、表面吸附的形态等。对生物分子的研究有着重要的作用。原子力显微镜在生物领域中的应用是比较广泛的。

原子力显微镜在生物领域的应用中，能够用以研究细胞的动态行为。所研究的细胞包括很多类型的活细胞，对这些细胞具有超强的分析能力。这些细胞的检测，不需要特别的设置，直接将其放置在显示镜下就能够实现。不需要特殊固定，操作起来简单易上手。举个例子来说，通过原子力显微镜来研究活肾上皮细胞，可在浆膜小斑上以50nm的分辨率观察细胞骨架元素、浆膜浅凹和膜结合丝。原子力显微镜能够对这些细胞进行细微的纳米级的检测，看到其细微的结构变化，将这些变化通过计算机系统记录并采集，从而能够进行进一步细微的研究。通过原子力显微镜还能够观测到水中微小细菌的细胞结构，能够细微的观察到其变化。除此之外，原子力显微镜还可以用来观察神经元和神经胶质细胞在活体状态下质膜下微丝的运动，从而能够看到其中的病理性细胞，并且能够进行相关的人工操作，这对生物医学领域的发展有着重要的意义。由此可见，原子力显微镜能够对生物分子形态学进行细微的观察与研究，通过观察生态细胞表面形态的变化，来对细胞的变化进行观察，尤其是对一些病理细胞的观察，对生物医学的发展意义非凡。除了对细胞的观察，原子力显微镜还能够对蛋白质、DNA、病毒等进行细微的观测，能够较为直接的观察到这些生物分子的变化。从而为生物技术的发展奠定了良好的基础。