聚焦離子束顯微鏡的利用鎵(Ga)金屬作為離子源，再加上負電場(Extractor)牽引端細小的鎵原子，而導出鎵離子束再以電透鏡聚焦，經過一連串可變孔徑光闌，決定離子束的大小，再經過二次聚焦以很小的束斑轟擊樣品表面，利用物理碰撞來進行特定圖案的加工，一般單粒子束的顯微鏡，可以提供材料切割、沉積金屬、蝕刻金屬和選擇性蝕刻氧化層等功能。
聚焦離子束顯微鏡主要應用于半導體集成電路修改、切割和故障分析、TEM制樣等。
1.精細切割及材料蒸鍍：利用顯微鏡可以在素玻璃上分別進行鎵離子精細切割及鎢離子鍍膜。
2.截面分析：用顯微鏡在特定位置作截面斷層，可以直觀的進行材料的截面結構形態(tài)的定點分析，觀察結構是否存在缺陷等異常。通過顯微鏡可以進行精確的定位加工，對導電粒子球心做截面分析。可以清晰的展示導電粒子的截面組成。
3.電鏡樣品制備：電鏡樣品制備時，樣品觀察區(qū)域的厚度需減薄至100納米以下。聚焦離子束技術的特點是從試樣中直接切取可供透射電鏡或高分辨電鏡研究的薄膜。將待觀察的區(qū)域從樣品上挖出，利用聚焦離子束轟擊樣品特定微區(qū)的兩側，直至形成100納米左右的“薄墻”，該“薄墻”上保留了欲觀察的器件結構。利用其微加工和定位功能輔助透射電鏡制樣，大大縮短了透射電鏡樣品制備時間，提高了制樣精確度和成功率。結合聚焦離子束顯微鏡等儀器，可在微米、納米尺度進行微區(qū)剖面形貌、結構和組分分析，支持了微納米器件工藝評價和失效分析工作。
