冷冻扫描电镜（Cryo-SEM），全称冷冻扫描电子显微镜，是冷冻电镜（冷冻电子显微镜）的一种，将超低温冷冻制样及传输技术应用于扫描电镜（扫描电子显微镜）中制造而成，利用快速冷冻技术使样品中的水分呈现玻璃态，可以直接观察高水分含量以及对电子束敏感的样品。
扫描电镜是研究材料三维表层构造的重要工具，可以用于生物学、医学、材料学等领域，但较多样品例如生物组织中含有大量水分，为了脱除水分样品预处理过程繁琐，耗时长且会造成样品变形或损伤，进而导致样品结构形态成像效果与真实状态差别大。
目前已有多种技术可以克服上述问题，但在防止样品水分丢失方面，冷冻扫描电镜仍是最有效的方法。冷冻扫描电镜在液氮超低温条件下迅速冷冻样品，无需脱水，降低冰晶产生概率，不会使细胞变形、材料结构变化，并可对样品进行断裂，再利用低温传输技术输送至扫描电镜中进行观察，极大程度地保证了样品的本来形貌，是克服样品含水问题快速且有效的方法。
冷冻扫描电镜的样品处理过程包括超低温冷冻、断裂、升华、镀膜等环节，可以快速终止样品的动态过程，去除样品表面水分暴露原始结构，便于直接观察液体样品、半液体样品，能够断裂样品来观察横截面结构，可以根据是否有导电需求来选择镀膜或者不镀膜（一般是镀金属或碳涂层），在生物样本、高分子材料等分析领域具有应用优势。
2023年，全球扫描电镜市场规模约为36.6亿美元，预计2023-2029年将继续以4.6%的年复合增长率增长。2023年，全球冷冻电镜市场规模约为4.2亿美元，预计2023-2029年将继续以5.6%的年复合增长率增长。全球电镜需求正在向高端化发展，冷冻扫描电镜作为高端产品，拥有良好市场前景。
与普通扫描电镜相比，冷冻扫描电镜技术壁垒高，其中，冷冻制备与传输系统是实现样本迅速冷冻及转移的核心装置。在全球市场中，英国Quorum公司是代表性冷冻制备与传输系统生产商之一，推出的PP3000T扫描电镜冷冻制备传输系统（冷冻台）技术水平先进，可高效冷却、自动操作。现阶段我国冷冻扫描电镜需求依靠进口，未来行业发展空间大。