DPC hoạt động giống như một STEM, người ta hội tụ chùm điện tử thành một chùm hội tụ rất hẹp và điều khiển để quét qua mẫu. Thông thường, góc lệch của chùm điện tử truyền qua mẫu là rất nhỏ, do đó khi sử dụng chùm điện tử hội tụ quét trên mẫu, chùm điện tử truyền qua sẽ bị lệch góc lớn hơn, do đó nâng cao khả năng khảo sát tương phản về từ tính. Bên dưới mẫu, người ta sử dụng cuộn dây hủy quét và dùng một detector có 4 góc (gọi là quadrant detector) để ghi lại chùm điện tử bên dưới.

Khi đó, tín hiệu thu được sẽ là 4 tín hiệu từ 4 detector con, và tương phản về cảm ứng từ thu được nhờ việc lấy hiệu (vi sai) giữa các detector đối diện. Một DPC thường có 2 lớp detector 4 góc. Lớp trong (E,F,G,H) là các detector ghi ảnh khi thực hiện chế độ hoạt động với độ phóng dại nhỏ, sử dụng chùm tia có kích thước lớn. Lớp ngoài (A,B,C,D) là 4 detector ghi ảnh ở độ phóng đại lớn, sử dụng chùm tia được hội tụ rất hẹp.

Ảnh tương phản từ là 2 ảnh vi sai từ các cặp detector đối diện (E-G, F-H ở độ phóng đại nhỏ, hay A-C, B-D ở độ phóng đại lớn) sẽ tương ứng với tương phản về cảm ứng từ theo 2 trục tọa độ vuông góc (Bx, By).

Khái niệm về hiển vi tương phản pha vi sai lần đầu tiên được nêu vào năm 1974 bởi N. H. Dekker và H. de Lang [1] và sau đó được nhóm nghiên cứu của John Chapman (Đại học Glasgow, Vương quốc Anh) phát triển thành kỹ thuật DPC trong kính hiển vi Lorentz vào năm 1983 [2],[3], và đến nay DPC đã trở thành một trong những kỹ thuật chụp ảnh từ mạnh nhất có khả năng cho ảnh với độ phân giải rất cao và chất lượng cao đồng thời dễ dàng phân tích thông tin. Ảnh DPC cho trực tiếp tương phản về cảm ứng từ trong các đômen từ (các tương phản trắng-đen tương ứng với chiều của cảm ứng từ) đồng thời rất mạnh trong việc khảo sát tính chất vách đômen. DPC là chế độ ghi ảnh in-focus.