金相显微镜主要是通过对组织形貌的检查分析钢材的组织与其化学成分的关系：确定各类钢材通过不一样的加工和热处理后的显微组织，以此判定钢材质量好坏，比如各类型钢材的夹杂物——氧化物、硫化物等在组织中分布情况和数量以及金属晶粒度的大小等；浸蚀处理后的检测样品，可以利用金相显微镜观察到钢材的亚显微组织情况。大部分情况下，晶界处被漫反射所以不能进入物镜，所以晶界大多数呈现黑色。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，比如：材料的组织形貌，晶粒大小、非金属杂质等在组织中的含量和分布情况；材料组织结构与其化学成分之间的关系；确定各材料在不同加工工艺后的显微组织；判别材料质量的优劣等。采用金相显微镜能对杂质分析大多是定量分析，采用明视场对杂质的、颜色、形态、大小、分布进行观察；采用暗视场来对杂质固有色彩和透明度进行观察；利用偏振光正交下的各种光学性质对杂质进行观察，进而对杂质类型进行判断。大多数情况下硅酸盐单独呈现的是孤粒形态分布，氧化铝、氧化亚铁和氢氧化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加氧化亚铁则是沿晶界分布。在钢材组织中，有时候会遇到与反射光的材料性能相似甚至接近，但是外观高低差只是很微小的组织。两种结构都说明当入射光在其进行反光后，这两个振幅一样。如果这振幅一样的反射光用肉眼是很难识别的，所以使用环形光光栅和相板，使用透过光体现的滞后四分之一的波段，以便形成正和负的反差，也就是把周相差的光转化为强度不同的光，以便增强分辨力。
