Vì AFM hoạt động dựa trên việc đo lực tác dụng nên nó có một chế độ phân tích phổ, gọi là phổ lực AFM (force spectrocopy), là phổ phân bố lực theo khoảng cách [2]: lực Van der Waals, lực Casmir, lực liên kết nguyên tử... với thời gian hồi đáp nhanh cỡ ps (10−12 giây), độ chính xác tới pN (10−12 Newton) và độ phân giải về khoảng cách có thể tới 0,1 nm. Các phổ này có thể cung cấp nhiều thông tin về cấu trúc nguyên tử của bề mặt cũng như các liên kết hóa học [3].