MultiSEM 同时运用了多条电子束（绿色：照明通路）和多个探测器。微调探测通路能够收集大量的二次电子（SE）用于成像。与分光镜组合使用，可让二次电子信号到达（红色：探测通路）多探测器阵列。每条电子束在样品的一个位置执行同步扫描程序，以此获得单个拼片图像。电子束呈六边形排列。通过合并所有图像拼片生成整幅图像。

并行计算机设置程序用于快速记录数据，确保整体高成像速度。图像采集和工作流程控制在 MultiSEM 显微镜中独立。