Исследование ультратонких срезов. Метод позволяет изучить тонкую организацию и структурную динамику внутриклеточных органелл, а также общее строение клетки при изменении ее функционального состояния; изменений, вызванных влиянием различных биохимических либо физиологических воздействий; а также изменений, возникших в результате патологических процессов.

Исследование фракций, выделенных из клеток биохимическими методами и обогащенных различными органеллами или комплексами различных молекул (ДНК-белковые комплексы). Метод позволяет изучать структурную организацию и оценить размер и количество органелл, изолированных из клеток биохимическими методами, а также организацию молекул ДНК (одно и двуцепочечной), РНК, белков, изолированных из про- и эукариотических клеток, митохондрий и хлоропластов; структуру интерфазного хроматина (нуклеосомы, транскрипционные комплексы, РНК полимераза), уровни упаковки изолированных метафазных хромосом, организацию и упаковку бактериальных хромосом. Кроме того, этим методом возможно исследование структурной организации фагов и вирусов.

Исследование внутриклеточных структур после фиксации клетки и частичного удаления внутриклеточных компонентов. Метод позволяет изучать структурную организацию различных компонентов цитоскелета и ядерного скелета, поверхности ядерной оболочки и внутриклеточных органелл.

Каждый из этих подходов позволяет, помимо исследования морфологического исследования образцов, использовать иммуногистохимические методы.