تستطيع بعض المجاهر الإلكترونية الحديثة تكبير العينات ملايين المرات، وهو ما يسمح بفحص البنية المجهرية للمواد والخلايا والألياف والجزيئات الدقيقة. وقد أسهم هذا التطور في تحسين دقة التحاليل الجنائية، لأن آثارًا صغيرة للغاية يمكن أن تحمل معلومات مهمة عن مصدر العينة أو طبيعتها.

يستخدم خبراء الأدلة الجنائية المجهر الإلكتروني عندما تكون العينات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن دراستها بالمجاهر الضوئية التقليدية. ويعتمد هذا الجهاز على حزمة من الإلكترونات بدلًا من الضوء، مما يمنحه قدرة فائقة على إظهار تفاصيل دقيقة جدًا لا يمكن رؤيتها بالوسائل التقليدية.

تستخدم بعض مختبرات الأدلة الجنائية أجهزة متخصصة للكشف عن الكتابة غير الظاهرة على الأوراق، مثل الانطباعات التي تتركها الكتابة على الصفحات الموجودة أسفل الورقة الأصلية. وتعتمد هذه الأجهزة على شحنات كهربائية ومواد دقيقة تجعل آثار الضغط على الورق مرئية، مما يسمح بقراءة كلمات لم تعد ظاهرة بالعين المجردة.

ظهرت مختبرات الأدلة الجنائية بصورتها الحديثة خلال القرن ٢٠ لتوفير بيئة علمية متخصصة لفحص الأدلة وتحليلها. وأُنشئ أول مختبر جنائي في الولايات المتحدة بولاية كاليفورنيا عام ١٩٢٣، ثم أسس مكتب التحقيقات الفيدرالي مختبره الفني في واشنطن عام ١٩٣٢، وتبعته بعد سنوات مختبرات متخصصة في مؤسسات شرطية أخرى، مما أسهم في تطوير أساليب التحقيق القائمة على الأدلة العلمية.

يعتمد خبراء الأدلة الجنائية على مقارنة العينات المأخوذة من المشتبه بهم مع العينات التي جُمعت من موقع الجريمة. وعندما يثبت أن عينتين متطابقتان في خصائصهما العلمية، يُعرف ذلك بالمطابقة المادية، وهي نتيجة قد تشكل دليلًا مهمًا أمام المحكمة عند دعمها بأدلة أخرى مرتبطة بالقضية.