金相显微镜主要是通过对组织形貌的检查来分析钢材的组织与其化学成分的关系；可以确定各类钢材通过不一样的加工和热处理后的显微组织；以此来判断钢材的质量的好坏，如各类型的钢材夹杂物——氧化物、硫化物等在组织中的分布情况和数量以及金属晶粒度的大小等。
钢材组织及相的研究
浸蚀处理后的检测样品，可以利用金相显微镜观测到钢材的亚显微组织情况。大多数情况下，晶界处被漫反射所以不能进入物镜，因而晶界大多数情况呈现为黑色。被晶界分割的即为钢材的组织结构，可以依靠检测结果对钢材进行定性分析，包括：材料的组织形貌、晶粒大小、非金属杂质——氧化物、硫化物等在组织中的含量和分布情况；材料的组织结构与其化学成分之间的关系；可以确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织；可以判别材料质量的优劣等。可锻铸铁为退火态，石墨是黑色团絮状组织，类似棉絮，外形较为规则。没有进行浸蚀，基体显示为白色。检测样品是白口铸铁生坯。通过退火的固态石墨化处理，使一次、二次、三次渗碳体经过充分的石墨化而得。在金相显微镜下石墨是黑色片状组织，因为没有对其进行浸蚀，故基本未显示，呈白色，石墨主要以单独的片状散布在基体上，主要是分开的，相互间不发生关联。片状石墨长度不尽相同，其性能也具有差异。
钢材杂质的分析
采用金相显微镜对杂质分析大多是定量的金相分析，采用明视场来对杂质的的颜色、形态、大小和分布进行观察；采用暗视场来对杂质的固有色彩与透明度进行观察；利用偏振光正交下的各种光学性质对杂质进行观察,进而对杂质的类型进行判断。大多数情况下硅酸盐单独呈现的是孤粒形状分布,氧化铝、氧化亚铁和氢氧化氧锰等氧化物聚集成群呈现串状分布,而硫化亚铁及硫化亚铁·氧化亚铁则是沿晶界分布。
偏光显微镜的相差分析
在钢材组织中，有时会碰到反射光的性能相同或者相近，表面高低只有很小的组织。两种组织表明当入射光波射到其上经过反射后,这两种的振幅基本相同，但其周相差。这种振幅相同但是周相差的反射光，肉眼是很难分辨。解决方法就是采用环形光光阑和相板，利用透过光线体现或滞后1/4的波长,从而产生正或者负的相差，就是将周相差的光转变为强度差的光，进而提高辨别能力。
