顯微分析是用光學顯微鏡和電子顯微鏡等高端分析設備觀察金屬內部的組成相及組織組成物的類型以及它們的相對量、大小、形態和分布等特征。材料的性能取決于內部的組織狀態，而組織又取決于化學成分及加工工藝，熱處理是改變組織的重要工藝手段，因此顯微分析是材料及熱處理質量檢驗與控制的重要手段。顯微分析涉及到許多樣品類型，包括冶金和地質樣本，電子材料，陶瓷和各種表面污染物的微觀分析。

表面微觀形貌分析
表面污染物分析
微區成分分析
相結構分析
織構分析
金相組織分析
鍍層厚度測試
三維尺寸測量

利用顯微結構分析來考查如合金元素、成分變化及其與顯微組織變化的關系：
冷熱加工過程對組織引入的變化規律；
應用金相檢驗還可對產品進行質量控制和產品檢驗以及失效分析等。
故材料微觀結構檢查是材料質量管控的關鍵環節。