凭借其在纳米级局部探测电化学过程的能力，原子力显微镜非常适合作为储能研究的表征工具。各种AFM技术被广泛用于延长从锂离子电池和超级电容器到燃料电池的存储设备中使用的下一代材料的能量密度和寿命。

虽然这可能是研究纳米结构对设备性能和可靠性的影响的明显选择，但AFM也被用于研究局部离子运输和反应性。