Pod zwykłym mikroskopem optycznym działającym w świetle widzialnym można zobaczyć przedmioty nie mniejsze niż około 250 nm (jeden nanometr [nm] to jedna miliardowa część metra, tj. $10^{-9}$m). Wykorzystanie efektów interferencyjnych oraz elektronicznej analizy obrazu pozwala na zwiększenie rozdzielczości o ponad dwa rzędy wielkości. Również wykorzystanie fal krótszych (ultrafiolet, promienie X) lub mikroskopów elektronowych pozwala zwiększać rozdzielczość. W rezultacie jesteśmy w stanie obserwować względne położenia pojedynczych atomów w sieciach krystalicznych. Natomiast kształtu atomu nie zobaczymy, gdyż potrzebna do tego fala elektromagnetyczna byłaby na tyle krótka (czyli na tyle wysokoenergetyczna), że niszczyłaby obserwowany obiekt. Prowadzimy doświadczenia, w których atomy oddziałują z fotonami o odpowiednio dużej energii. Następuje wtedy albo wybicie elektronu z orbity, albo przeniesienie go na wyższą orbitę po absorpcji fotonu. W tym ostatnim przypadku następuje potem emisja fotonów, których własności możemy badać, i analizować w ten sposób strukturę i kształt atomu. Nie można tego jednak nazwać ‚zobaczeniem kształtu’. Nasza wiedza o kształtach orbitali elektronowych pochodzi przede wszystkim z obliczeń teoretycznych polegających na rozwiązywaniu równania Schrödingera.