晶粒度测定：测量金属内部晶粒的平均尺寸，是评价材料强度、韧性、塑性和热处理工艺的重要指标。
相组成与相含量分析：识别金属中存在的各种相（如铁素体、奥氏体、渗碳体等），并测定其相对体积分数。
非金属夹杂物评定：检测钢中氧化物、硫化物等非金属夹杂物的类型、数量、大小、形态及分布，评估材料纯净度。
显微硬度测试：在显微镜下对微小区域或特定相进行硬度测量，反映局部力学性能。
石墨形态与分布分析：针对铸铁，分析石墨的形态（片状、球状、蠕虫状等）、大小、长度和分布状况。
析出相分析：观察和分析从基体中析出的第二相颗粒的形貌、尺寸、分布及对性能的影响。
带状组织评定：评估热轧或锻造钢材中因成分偏析导致的铁素体和珠光体呈带状分布的程度。
魏氏组织评定：检查过热或铸造组织中出现的针状铁素体或渗碳体，判断过热程度。
脱碳层深度测定：测量钢材表面因加热导致碳含量减少的层深，影响表面硬度和疲劳强度。
焊接接头组织分析：分析焊缝区、熔合区、热影响区和母材的显微组织变化，评价焊接质量。
碳钢与合金钢：包括各类结构钢、工具钢、轴承钢等，分析其热处理后的组织状态及性能。
不锈钢与耐热钢：观察奥氏体、铁素体、马氏体等基体组织，以及碳化物、σ相等析出相。
铸铁材料：涵盖灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等，核心是分析石墨形态与基体组织。
铝合金：分析α固溶体、共晶相、强化相（如θ‘， Mg₂Si）的形态与分布。
铜及铜合金：观察α相、β相以及各类析出相，评价其加工与热处理状态。
钛及钛合金：分析α相、β相的形态、尺寸及分布，对力学性能有决定性影响。
高温合金：研究γ‘相、碳化物等强化相的尺寸、形态及分布，评估其高温性能。
硬质合金：观察硬质相（WC， TiC等）的粒度、形状及粘结相（Co）的分布。
表面处理层：包括渗碳层、渗氮层、镀层、热喷涂层的截面组织、厚度及与基体结合情况。
失效分析试样：对断裂、磨损、腐蚀等失效零件进行组织分析，查找失效的微观原因。
光学显微术：最基础、应用最广泛的方法，利用金相显微镜在明场、暗场、偏光下观察组织。
扫描电子显微术：利用高能电子束扫描样品，获得高分辨率、大景深的表面形貌像，并可进行微区成分分析。
透射电子显微术：电子束穿透超薄样品，可观察晶体缺陷、精细析出相、进行高分辨晶格成像及衍射分析。
电子背散射衍射：基于SEM的技术，用于分析材料的晶体取向、织构、晶界类型和相鉴定。
X射线衍射分析：通过衍射图谱进行物相定性、定量分析，测定晶格常数和残余应力。
显微硬度法：使用维氏或努氏压头，在显微镜定位下对微小区域进行硬度测试。
图像分析技术：利用计算机软件对金相图像进行定量测量，如晶粒度、相面积分数、颗粒尺寸统计等。
深腐蚀技术：通过选择性腐蚀掉基体，保留并凸显第二相或夹杂物，用于三维形貌观察。
彩色金相技术：利用化学或物理方法使不同相或取向的晶粒呈现不同颜色，增强组织衬度。
原位观察技术：在加热、冷却或拉伸过程中实时观察组织演变，研究相变和变形机制。
金相显微镜：核心设备，配备明场、暗场、偏光、微分干涉等观察模式，用于常规组织观察和初评。
扫描电子显微镜：配备二次电子和背散射电子探测器，用于高倍组织形貌观察和成分的定性、半定量分析。
透射电子显微镜：用于观察纳米尺度的精细结构、位错、层错、析出相等，是材料微观研究的尖端设备。
电子探针X射线显微分析仪：专注于微区（约1μm）化学成分的精确定量分析，元素分析范围广。
X射线衍射仪：用于物相鉴定、定量分析、残余应力测定和织构分析。
显微硬度计：通常与金相显微镜集成，用于在显微镜视场下对指定微区进行硬度测试。
金相试样切割机：用于从大块样品上切割下具有代表性且适合镶嵌的试样。
金相试样镶嵌机：对不规则、微小或易碎试样进行热压或冷镶嵌，便于后续磨抛和持握。
金相试样磨抛机：通过一系列由粗到细的砂纸和抛光剂研磨、抛光试样表面，获得无划痕的镜面。
金相试样腐蚀装置：包括腐蚀剂、腐蚀皿、通风设备等，用于显示试样的显微组织。
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