由于能够在纳米尺度上局部探测电化学过程，原子力显微镜非常适合作为储能研究的表征工具。各种AFM技术正被广泛应用于延长锂离子电池、超级电容器和燃料电池等存储设备中的下一代材料的能量密度和寿命。

虽然AFM可能是研究纳米结构对器件性能和可靠性影响的明显选择，但它也被用于研究局部离子输运和反应性。