전자현미경으로는 일반적으로 생체조직 내의 세포, 세포집합체, 조직 및 장기 등의 구조적인 관찰이 가능합니다. 하지만 신경전달물질을 직접적으로 관찰하기 위해서는 전자현미경으로 관찰이 가능한 크기 이하의 물체에 대한 관찰이 필요합니다.
신경전달물질은 매우 작은 분자이기 때문에 전자현미경에서 관찰하기에는 크기가 작아 관찰이 어려울 수 있습니다. 또한 신경전달물질은 생체 내에서 동적으로 활동하기 때문에 정지된 상태로 관찰하기 어렵습니다.
따라서, 전자현미경으로 신경전달물질을 직접적으로 관찰하는 것은 어려울 수 있으며, 신경전달물질을 간접적으로 파악하는 실험적 기법들을 사용하는 것이 보편적입니다. 예를 들면, 유전자조작 기술을 이용한 형광 신호 라벨링, 전기생리학적 실험 등이 있습니다.