Кантиле́вер представляет собой массивное прямоугольное основание размерами примерно 1,5×3,5×0,5 мм с выступающей из него балкой (собственно кантилевером) шириной около 0,03 мм и длиной от 0,1 до 0,5 мм. Одна из сторон балки является зеркальной (иногда для усиления отраженного лазерного сигнала на нее напыляют тонкий слой алюминия), что позволяет использовать оптическую систему контроля изгиба кантилевера. На противоположном свободном конце балки находится игла, взаимодействующая с измеряемым образцом. Форма иглы может значительно изменяться в зависимости от способа изготовления. Радиус острия иглы промышленных кантилеверов находится в пределах от 5 до 90 нм, лабораторных — от 1 нм.

Как правило, вся конструкция, за исключением иглы, является кремниевым монокристаллом. Кантилеверы изготавливают также из нитрида кремния (Si₃N₄) или полимеров. Процесс производства схож с производством кремниевого электронного оборудования и включает сухое либо жидкофазное вытравливание подложки.