AFM（Atomic Force Microscopy：原子力顯微鏡）是以尖端削尖的微小探針（probe）描掃樣品表面，偵測探針與表面之間的原子間作用力，以奈米解析度量測三維起伏（表面形貌）的設備。與電子顯微鏡不同，它不需要真空，絕緣體與導體皆可量測。
量測模式包括讓探針接觸並掃描的接觸模式，以及讓探針振動、間歇性接觸的輕敲模式（tapping mode）等。藉此可定量評估表面粗糙度、段差（step）高度、CMP後的平坦度、微小缺陷與微粒等。
在半導體領域的用途包括CMP後晶圓表面粗糙度與碟形凹陷（dishing）、侵蝕（erosion）的評估、薄膜表面粗糙度（也與線邊緣粗糙度相關），以及各種薄膜與圖案的段差量測等。橫向解析度雖不及SEM，但在高度方向的解析度與定量性上表現優異。
設備方面以Bruker、Park Systems、日立高新技術等較為知名。SEM與TEM觀察形狀與內部結構，AFM的強項則是能以非破壞方式定量表面的三維輪廓。搭配cmp、sem、缺陷檢測條目，便能理解表面評估與量測的角色。