Skenējošās zondes mikroskopiem eksistē vairāki desmiti realizācijas veidu atkarībā no mērāmā fizikālā lieluma. Galvenās pētniecības metodes ir STM, AFM un SNOM.
Vēsturiski pirmā radusies STM. Tā kā metodes pamatā ir elektriskās strāvas mērījumi, to var pielietot tikai elektrovadošu materiālu pētījumos. Tādējādi STM zonde arī jāizgatavo no vadoša materiāla, tipiski, volframa, platīna-irīdija sakausējuma vai zelta. Lai nodrošinātu augstāku izšķirtspēju, zondei nepieciešams smails gals, kas ideālā gadījumā sastāv no viena atoma. Tuneļstrāvas efekts ir ārkārtīgi jutīgs no attāluma starp zondes smaili un paraugu virsmu, tādēļ mikroskopu nepieciešams izolēt no apkārtējām vibrācijām. Pastāv vairākas skenējošās zondes mikroskopu modifikācijas, kas izstrādātas uz STM pamata, piemēram, fotonu skenējošā mikroskopija (photon scanning microscopy, PSTM), spinu polarizācijas skenējošā tuneļmikroskopija (spin polarized scanning tunneling microscopy, SPSTM) un citas. Pastāv arī STM metodes, kurās zondes smaile tiek izmantota, lai veiktu manipulācijas parauga topogrāfijā, piemēram, lai izgulsnētu metālisku elementu atomus uz virsmas, kas kalpotu kā elektriskie kontakti nanotehnoloģijās.
AFM ir otra lielā skenējošās zondes mikroskopijas metožu kopa. Līdzīgā veidā kā vinila plašu atskaņotājos diska viļņveidīgos celiņus “nolasa” adata, AFM tiek izmantota mikroskopiska zonde, kas “sajūt” parauga virsmas reljefu. AFM var izmantot gan strāvu vadošu, gan nevadošu materiālu pētījumos. AFM galvenie pielietojumi ir mijiedarbības spēku noteikšana atkarībā no attāluma starp parauga virsmu un zondi, topogrāfisku virsmas attēlu veidošana un parauga īpašību manipulācijas nanomērogā.
SNOM ir skenējošās zondes paveids, kurā par zondi kalpo optiskā šķiedra, caur kuru tiek fokusēts lāzera starojums. Miniatūrais gaismas avots tiek novietots ļoti mazā attālumā no pētāmā parauga. Tādā veidā ir iespējams pārvarēt optiskās mikroskopijas izšķirtspējas ierobežojumu, ko uzliek izmantotās gaismas viļņa garums. Bez augstas izšķirtspējas virsmas attēlu iegūšanas šo metodi var pielietot, lai veiktu optiskās spektroskopijas eksperimentus ar telpisku izšķiršanu nanomērogā.
