顯微結構分析是通過光學顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透視電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）等分析儀器來研究金屬材料、復合材料、各種新材料等的顯微組織大小、形態、分布、數量和性質的一種方法。
顯微組織是指如晶粒、包含物、夾雜物以及相變產物等特征組織。
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。
航空航天、能源、機電、汽車、交通運輸、儀器儀表、家電、計算機、醫療、通訊、輕工、冶金等。
1.非金屬夾雜物評定
目的：檢查重要用途鋼（如滾動軸承鋼、彈簧鋼、不銹鋼、高速鋼、合金鋼、模具鋼等）非金屬夾雜物的數量、形狀、大小與分布情況，有利于企業把控產品性能，提升產品質量。
標準： GB/T 10561-2005 鋼中非金屬夾雜物含量的測定 標準評級圖顯微檢驗法 ASTM E45-2013 測定鋼材夾雜物含量的試驗方法
2.宏觀金相組織分析
目的：評價產品（如鑄鐵、鋼、有色金屬件、焊接件等）是否存在空洞、夾雜，如壓鑄件的組織走向，焊縫是否存在未焊透等明顯缺陷。
標準： GB/T 3246.2-2000 變形鋁及鋁合金制品低倍組織檢驗方法 GB/T 226-1991 鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法
3.金屬平均晶粒度評定
目的：檢查材料晶粒尺寸大小，評估材料性能。
標準：GB/T 6394-2002 金屬平均晶粒度測定法 ASTM E112-2013 平均晶粒度測定的標準方法
4.X射線衍射儀技術（XRD）
目的：使用XRD對材料進行物相鑒定、結晶度分析、晶格參數、微觀應力測定、納米粒子的平均粒徑測定等等內容，幫助企業了解材料在研發、生產、使用各個環節的性能與質量狀況
5.顯微金相組織分析
目的：主要用于檢查金屬材料（如鑄鐵、鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金、鎳合金、鈦合金等）微觀的組織構成、評判熱處理質量。
標準：不同的金屬材料有對應不同的檢測標準。如鋼鐵，GB/T 13298-1991 金屬顯微組織檢驗方法/GB/T 13299-1991 鋼的顯微組織評定方法；銅及銅合金，QJ 2337-1992 鈹青銅的金相試驗方法等。