如從 1949 年法國的 Castaing 初步研制的電子探針 X 射線顯微分析儀時算起，已經有了約 60 年歷程。真正可以使用的電子探針分析儀是 1956 年由法國 Castaing 制成，他同時提出了電子探針分析方法的理論考慮，初步實現了微區原位的成分分析。第壹臺商品型電子探針是在 1960 年產出，經過不斷的改進和推廣使用，電子探針分析逐步進入實用階段，引起了人們的廣泛註意和興趣; 1965 年在美國召開了的第壹屆微束分析學會年會，微束分析正式進入了人們的視線。中國自 20 世紀 60 年代中期引進第壹臺電子探針以來，微束分析中的許多常規技術，如電子探針、掃描電鏡、分析透射電鏡、激光拉曼光譜、激光等離子質譜、離子探針以及眾多的表面分析技術 (儀器) 等，均已成為我國科學技術領域中的壹類重要的分析技術，發揮著極為重要的作用。
如果把 1965 年看作微束分析的真正開始，那麽，微束分析的歷史有了 45 年的歷史。正是在以電子束為探針的微束分析技術的誘人的先進性的帶動下，其他各種微束分析技術都得到了啟發和動力，進入了快速的發展期。20 世紀 70 年代，隨著掃描電子顯微鏡的快速發展和 X 射線能譜儀的突破，微束分析進入到廣泛的普及階段。1981 年 G.Bining 和H.Rohrer 教授發明的隧道掃描電子顯微鏡，把掃描式電子顯微鏡的分辨率推進到原子量級; 試樣表面不需進行導電處理，也不需要在真空條件下測試觀察; 因此給近代科學技術，特別是生物、醫學的研究提供了對試樣直接放大觀察的新工具，同時也帶動了原子力顯微鏡的發展。透射電子顯微鏡雖然早在 1933 年即由德國科學家 E.Ruska 和 B.V.Borris 創制成功，並逐步被人們用於放大觀察，只有在 20 世紀 70 年代被裝上 X 射線能譜儀後，才真正實現了原位的微區成分分析。隨著新型材料的發展，20 世紀 70 年代同時產生和形成了表面科學及其表面化學分析技術，發展了以俄歇電子、光電子、X 射線等為激發源的壹大類表面分析儀器，其本質都屬於微束分析儀。20 世紀 80 年代未開始的納米材料研究、生命科學的研究新潮中，微束分析是它們發展的技術基礎和支撐。最近 20 年發展起來的離子束微區分析技術、核子束微區分析技術和激光束微區分析技術等的大型設備和裝置層出不窮，成為近代高科技發展的重要標誌之壹，促進了現代高科技的發展，並使微束分析技術始終處在世界科技發展的前沿。
在微束分析技術發展的同時，從 20 世紀 90 年代開始，微束分析標準化也提上了日程。西方發達國家簽訂了凡爾賽協約 (VAMAS) ，進行超前的高科技標準化研究，排斥發展中國家的參與。國際標準化組織 (ISO) 也在 20 世紀 90 年代開始，全面向高新技術作戰略轉移。由於微束分析是 ISO 首批選中的高技術，在中國的推動下，建立了微束分析技術委員會 (ISO/TC202) ，它是 ISO 中唯壹由發展中國家負責的高技術委員會。ISO/TC202的建立，使中國在國際標準化活動上實現壹個重要的突破。