Die Atom-Probe-Feldionenmikroskopie ist eine Weiterentwicklung der Feldionenmikroskopie. Während die Feldionenmikroskopie eine Abbildung der Position von an Kanten oder Ecken sitzenden Atomen erlaubt, beruht die Atom-Probe-Feldionenmikroskopie darauf, dass bei der Felddesorption ein Atom aus der Probenoberfläche entfernt wird. Die kinetische Energie dieses ionisierten Atoms hängt von der Masse ab. In einem Massenspektrometer kann, die Masse bestimmt werden, da die Ionen einfach geladen sind.