冷冻透射电子显微镜（Cryo-TEM），简称冷冻透射电镜，是冷冻电子显微镜（冷冻电镜）的一种，基于透射电子显微镜（透射电镜）加装样品冷冻设备制造而成，应用冷冻固定技术进行超低温冷冻制样，能够直接观察对温度敏感的样品，是一种新型透射电镜。
透射电镜利用电子观察样品，能够对样品结构进行分析，图像分辨率高，可以应用在生物学、医学、材料学、科研等领域。随着科技不断进步，生物样品、先进材料分析要求不断提高，推动透射电镜技术不断升级，多种新型透射电镜被开发问世，冷冻透射电镜为其中之一。
冷冻透射电镜工作在液氮条件（77K）下，样品经过超低温冷冻，减少样品形变的同时，可以降低电子束对样品的损伤，再通过冷冻传输系统输送至电镜进行观察。冷冻透射电镜可以穿透较厚样品，观察更真实的样品形貌，能够精细分析复杂生物大分子三维结构，是推动生命科学技术发展的重要工具。冷冻透射电镜是冷冻电镜中最为常见的产品类型，通常情况下所说的冷冻电镜即冷冻透射电镜。
冷冻透射电镜采用冷场发射电子枪来产生电子束。冷场发射电子枪具有能量发散度低、束流密度高、分辨率高、亮度高、阴极温度低等优点，特别适合对分辨率、温度控制要求高的电子显微镜制造领域。
新思界
行业分析人士表示，冷场发射电子枪及冷冻透射电镜技术壁垒高，全球范围内生产企业数量极少，主要是美国FEI（赛默飞世尔旗下）、日本电子（JEOL）等。FEI在全球冷冻透射电镜市场中处于主导地位，日本电子近年来新品推出速度加快，2021年发布CRYO ARM 300II（JEM-3300）冷冻透射电镜，2022年发布200KV冷场发射冷冻电镜CRYO ARM 200 II（JEM-Z200CA）。
中国电镜市场增速高于全球平均水平，受益于半导体、新材料、医疗等领域发展，我国对新型、性能更优的电镜需求不断上升，冷冻透射电镜市场发展空间大。一直以来，我国冷冻透射电镜需求完全依靠进口，为打破此局面，生物岛实验室致力于冷冻透射电镜研制工作，目前已经独立研制出120kV场发射冷冻电镜核心部件120kV场发射电子枪，有望实现冷冻透射电镜国产化。
