Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission electron microscopy - TEM) là một thiết bị chụp ảnh tối tân được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như vật lý, vật liệu, hóa học, y - sinh học và năng lượng nhờ khả năng chụp ảnh chất lượng cao với độ phân giải cấp độ nguyên tử đi kèm với các phép phân tích tinh tế nhờ tương tác giữa chùm điện tử năng lượng cao và mẫu vật. In-situ TEM là thuật ngữ mô tả việc tiến hành các thí nghiệm động trực tiếp trên thiết bị TEM, qua đó cho phép ghi nhận các tính chất của mẫu vật trong tương quan với chụp ảnh cấu trúc trong thời gian thực, cho phép hiểu rõ sự tác động của cấu trúc vật lý, hóa học tới các tính chất tương ứng của vật mẫu. Với sự trợ giúp của các kỹ thuật chế tạo micro và nano, TEM ngày nay thậm chí cho phép chụp ảnh các quá trình ngay trong pha lỏng, điều chưa từng biết tới trước đây. Bài viết này giới thiệu tổng quan về kỹ thuật thiết kế thí nghiệm và phân tích In-situ TEM ứng dụng trong một số lĩnh vực: vật liệu, spintronics, hóa học, chuyển đổi năng lượng... Các kết quả được trình bày một phần từ nghiên cứu riêng của tác giả và tổng hợp từ một số nghiên cứu khác trên thế giới.