Nyní již tušíme, že hrot není ani zdaleka ideální. Když si uvědomíme, že tunelový proud je úměrný překryvu elektronového obalu nějakého atomu hrotu a zkoumaného atomu, zjistíme, že hrot svým pohybem nekopíruje přesně elektronovou strukturu vzorku. Jeho vertikální pohyb vlastně závisí na konvoluci obou elektronových obalů. Pokud chceme takovou informaci dešifrovat, musíme se pokusit o dekonvoluci. To lze pouze za předpokladu, že známe přesný tvar elektronového obalu atomů na hrotu. Je zjevné, že splnit tento předpoklad je velmy obtížné a v mnoha případech prostě nemožné. Proto interpretujeme naměřený tunelový proud přímo jako topologii elektronových obalů s dodatečnými informacemi o napětí mezi hrotem a vzorkem, použitém hrotu a podobně.
Jak jsme naznačili v předchozím odstavci, nejsme z tunelového proudu schopni zcela přesně zjistit rozložení elektronových hustot. Zato se ale v našem signálu skrývá další informace, pomocí které je možné hustotu povrchových stavů (DOS = Density Of States) měřit. Pokud měníme napětí mezi hrotem a vzorkem, dostáváme vlastně spektroskopickou informaci o rozložení energií elektronů v obalech povrchových atomů. Informace je zatížena jistým šumem, způsobeným neelastickým tunelovým jevem, ale principielně již měříme hustotu povrchových elektronových stavů. Hovoříme o rastrovací tunelové spektroskopii (STS = Scanning Tunneling Spectroscopy). Touto metodou můžeme rozlišit adsorbované atomy, které by se při normalním průchodu STM nedaly rozlišit, například jednotlivé izotopy. Při vytváření celých topologických obrázků při různých napětích hovořme o CITS = Current-Imaging Tunneling Spectroscopy, příklad ukazuje následující animace vytvořená z měření v naší laboratoři (adsorbované stříbro na povrchu křemíku (111) v povrchové rekonstrukci 7x7).