Der Erfolg einer der elektronenmikroskopischen Analyse hängt maßgeblich von der Qualität des Präparats ab. Eine TEM-Probe sollte eine Dicke von 50-100 nm nicht überschreiten, für hochauflösende TEM liegt die Grenze bei wenigen 10 nm. Geeignete, dünne Proben von Bulk-Materialien können in den Labors des EMZ-M mechanisch als Mikrotom-Schnitt, mittels Ionenstrahl-Ätzen als Lamelle oder durch kombiniertes Schleifen und Ionen-Dünnen hergestellt werden. Darüber hinaus vermeidet eine saubere Oberfläche Kontaminations- und Aufladungseffekte während des Mikroskopierens und verbessert die Genauigkeit spektroskopischer Analysen. Hierfür kann die Probe mit einem Plasma-Cleaner behandelt werden. Zur nativen Präparation von Objekten in wässriger Umgebung, wie etwa Proteinkomplexe, steht ein automatisierter Kryo-Plunger nebst Kryo-Transfer-Haltern bereit. Suspendierte Nanopartikel und Pulver können mittels eines Ultraschall-Zerstäubers auf dem Probenträger dispergiert und getrocknet werden.