冷冻电镜通过将样品快速冷冻至液氮温度（-196°C），保留生物分子的天然构象，结合高分辨率电子显微镜和图像处理算法，可解析原子级结构。与传统X射线晶体学相比，Cryo-EM无需结晶，尤其适用于膜蛋白（如GPCRs）和超大复合物（如核糖体）。

2022年，斯坦福团队利用Cryo-EM解析了新冠病毒刺突蛋白的动态构象变化，为疫苗设计提供关键依据。此外，AI辅助的图像分类技术（如DeepMind的AlphaFold）进一步加速了结构预测。

尽管设备成本高昂，但自动化样品制备和直接电子探测器（DED）的普及正推动Cryo-EM成为结构生物学的标配工具。