这里描述的磁力显微镜或 MFM 是扫描探针显微镜的主要方法，用于探测具有磁性的样品或磁性材料，并阐明样品中诸如磁畴和畴壁等的特征。该方法在磁存储介质领域中广泛用于质量控制。
在 MFM中,样品作用在尖锐的磁化尖端上的磁力得以测量。在测量过程中，尖端被提离表面，以分离尖端和样品之间的长程磁力和短程原子力。磁力显微镜在调幅模式下工作，这是一种动态力模式，在这种模式下，带有薄磁性涂层的悬臂以其共振频率（通常为几十或几百千赫兹）被驱动（这种模式也称为轻敲模式）。这些悬臂不昂贵且可以商购。当振荡悬臂在样品上方以指定高度越过时，MFM会绘制其相位和频率的映射图。排斥磁力梯度将导致共振曲线移至更高的频率，并伴有相移的增加（明亮的对比度）。相反，有吸引力的磁力梯度导致谐振曲线移至较低频率，并伴随相移减小（暗对比度）。 MFM在动态模式下运行的优点是噪声更低，分辨率更高。尖端-样品距离是优化有效MFM操作的关键参数。如果针尖离样品太远，则分辨率会受到影响。如果针尖离样品太近，则形貌将干扰MFM信号，从而使解释变得非常复杂。
MFM可以单道或双道技术操作。在单道设置中，MFM尖端以恒定的高度通过样品。单道模式的一个优点是尖端距离样品更近，因此在磁力测量中具有更高的灵敏度和分辨率，但是空间分辨率可能会受到影响。 MFM的这种操作速度最快，可最大程度地减少尖端磨损，并有一个更直观的理论解释。
在双道设置中，悬臂在图像的每一行上通过两次。在第一次行程中，MFM尖端在调幅模式如绘制地形图般与样品接触。然后，以用户规定高度将尖端提升到样品表面上进行第二次行程。在第二次行程中，尖端随地形轮廓运动，但现在是在样品上方的恒距离处。在每次成像，尖端-样品距离都被优化，通常是几纳米或几十纳米。优化需要在使尖端尽可能靠近样品，但又不至于太接近样品（以致碰撞样品）之间进行权衡。
磁力显微镜的示例
下面是抛光不锈钢的MFM图像。左侧是80微米x 80微米的形貌图，显示了非常光滑的表面，一些抛光痕迹斜穿过表面。中间图像是该区域对应的MFM相位图像，显示了地形图像中看不到的非常明显的特征和形态。MFM清晰地显示出迷宫状的磁畴和铁氧体相。最右边是13微米x 13微米放大的铁氧体相图像。
下图是数据存储行业中样品的一个MFM测量示例，其中MFM对于研究材料和性能缺陷至关重要。这两个图像显示了硬盘驱动器盘片的形貌和相应的MFM相图像。形貌清楚地显示了录入轨迹。 MFM图像显示暗区和亮区，对应于磁化反转，其中白色代表排斥力，黑色代表吸引力。
