金相顯微鏡主要是通過對組織形貌的檢查來分析鋼材的組織與其化學成分的關系；可以確定各類鋼材通過不一樣的加工和熱處理后的顯微組織；以此來判斷鋼材的質量的好壞，如各類型的鋼材夾雜物——氧化物、硫化物等在組織中的分布情況和數量以及金屬晶粒度的大小等。
鋼材組織及相的研究
浸蝕處理后的檢測樣品，可以利用金相顯微鏡觀測到鋼材的亞顯微組織情況。大多數情況下，晶界處被漫反射所以不能進入物鏡，因而晶界大多數情況呈現為黑色。被晶界分割的即為鋼材的組織結構，可以依靠檢測結果對鋼材進行定性分析，包括：材料的組織形貌、晶粒大小、非金屬雜質——氧化物、硫化物等在組織中的含量和分布情況；材料的組織結構與其化學成分之間的關系；可以確定各類材料經不同加工工藝處理后的顯微組織；可以判別材料質量的優劣等。可鍛鑄鐵為退火態，石墨是黑色團絮狀組織，類似棉絮，外形較為規則。沒有進行浸蝕，基體顯示為白色。檢測樣品是白口鑄鐵生坯。通過退火的固態石墨化處理，使一次、二次、三次滲碳體經過充分的石墨化而得。在金相顯微鏡下石墨是黑色片狀組織，因為沒有對其進行浸蝕，故基本未顯示，呈白色，石墨主要以單獨的片狀散布在基體上，主要是分開的，相互間不發生關聯。片狀石墨長度不盡相同，其性能也具有差異。
鋼材雜質的分析
采用金相顯微鏡對雜質分析大多是是定量分析，采用明視場來對雜質的的顏色、形態、大小和分布進行觀察；采用暗視場來對雜質的固有色彩與透明度進行觀察；利用偏振光正交下的各種光學性質對雜質進行觀察,進而對雜質的類型進行判斷。大多數情況下硅酸鹽單獨呈現的是孤粒形狀分布, 氧化鋁、氧化亞鐵和氫氧化氧錳等氧化物聚集成群呈現串狀分布,而硫化亞鐵及硫化亞鐵·氧化亞鐵則是沿晶界分布。
偏光顯微鏡的相差分析
在鋼材組織中,有時會碰到反射光的性能相同或者相近,表面高低只有很小的組織。兩種組織表明當入射光波射到其上經過反射后, 這兩種的振幅基本相同,但其周相差。這種振幅相同但是周相差的反射光，肉眼是很難分辨。解決方法就是采用環形光光闌和相板,利用透過光線體現或滯后 1/4 的波長,從而產生正或者負的相差，就是將周相差的光轉變為強度差的光，進而提高辨別能力。
