自1986被发明以来,原子力显微镜经过30年的发展,成为纳米级表面科学研究最通用的工具之一。随着科学研究的不断发展,其应用领域不断扩展,已成功应用于包括医学、药学及生物检测等诸多领域。相比于光学显微镜、扫描电子显微镜等其他表面工具,原子力显微镜可实现微纳结构表面的三维成像。且随着纳米科学在生物医学中的不断发展,原子力显微镜已成为生物显微技术的一个重要组成部分,可在液体环境下对生物活细胞进行高分辨率成像和操作,为细胞生物学研究提供了新的方法。本文深入分析了气相和液相条件下原子力显微镜探针与样品间力的作用机理,详细介绍了原子力显微镜的工作原理和工作模式,设计搭建了气液两用原子力显微镜系统；完成了系统上位机软件的编写和调试,结合图像拼接完成了大面积扫描原子力显微镜的开发,在保证分辨率的前提下将扫描范围从100μm扩展到25mm。在气相和全液相条件下对多种样品进行扫描实验,得到了很好的实验结果。