Wesentliche Bestandteile von Elektronenstrahllithografiesystemen sind die Elektronenquelle, das elektrooptische System und das Fokussierungssystem (Ablenkungs- bzw. Projektionseinheit). Für Geräte niedrigerer Auflösung werden Glühkathoden verwendet, bei Geräten mit höherer Auflösung werden dagegen bevorzugt thermische Feldemissionsquellen benutzt. Zur Fokussierung und Konzentration der Elektronenstrahlen werden spezielle Anlagenteile benötigt, die in Analogie zur Optik auch als Linsensysteme bezeichnet werden. Zur Steuerung des Elektronenstrahls werden sowohl magnetische als auch elektrostatische Linsen eingesetzt wobei sich Letztere nicht für die Feinfokussierung eignen, da sie eine größere Aberration aufweisen. Für eine sehr genaue Fokussierung sind Elektronenstrahlen mit extrem schmaler Energiedispersion Voraussetzung. Sehr kleine Ablenkungen des Elektronenstrahls erreicht man üblicherweise mittels elektrostatischer Systeme, größere Strahlablenkungen durch elektromagnetische Systeme. Wegen der Ungenauigkeiten und der begrenzten Anzahl von Belichtungsschritten ist das Belichtungsfeld mit einer Größe von nur 100 bis 1000 µm sehr klein. Das Schreiben größerer Muster setzt eine bewegliche Substratauflage voraus, die hinsichtlich der genauen Ausrichtbarkeit zur Aneinanderreihung der einzelnen Muster besonders hohen Anforderungen genügen muss.
