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Das Rastertunnelmikroskop (abgekürzt RTM, englisch scanning tunneling microscope, STM) gehört zu den Techniken der Rastersondenmikroskopie (engl. scanning probe microscopy, SPM), welche es ermöglichen, die Flächen gleicher Elektronenzustandsdichte von Oberflächen abzubilden. Das Funktionsprinzip des RTMs basiert auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt.
Bei einer angelegten Spannung zwischen einer feinen Spitze und einer Oberfläche führt dies bei einem ausreichend kleinen Abstand zu einem messbaren Tunnelstrom. Die Grundvoraussetzung für diese Art der Rastersondenmikroskopie sind eine elektrisch leitende Probe und eine elektrisch leitende Tunnelspitze. Rastert man nun zeilenweise über die Oberfläche und misst an jedem Messpunkt den Tunnelstrom, erhält man eine Höhentopographie konstanter Elektronendichte. Diese erlaubt einen Rückschluss auf die tatsächliche Oberflächenstruktur bis zur atomaren Auflösung.