金相顯微鏡是將光學顯微鏡技、光電轉換技、計算機圖像處理技地結合在一起而開發研制成的高科技產品，可以在計算機上很方便地觀察金相圖像，從而對金相圖譜進行分析，評級等以及對圖片進行輸出、打印。眾所周知，合金的成分、熱處理工藝、冷熱加工工藝直接影響金屬材料的內部組織、結構的變化，從而使機件的機械性能發生變化。因此用金相顯微鏡來觀察檢驗分析金屬內部的組織結構是工業生產中的一種重要手段。
　　金相顯微鏡主要由光學系統、照明系統、機械系統、附件裝置（包括攝影或其它如顯微硬度等裝置）組成。根據金屬樣品表面上不同組織組成物的光反射特征，用顯微鏡在可見光范圍內對這些組織組成物進行光學研究并定性和定量描述。它可顯示500～0.2m尺度內的金屬組織特征。早在1841年，俄國人（п。п。Ансов）就在放大鏡下研究了大馬士革鋼劍上的花紋。至1863年，英國人（H.C.Sorby）把巖相學的方法，包括試樣的制備、拋光和腐刻等技移植到鋼鐵研究，發展了金相技，后來還拍出一批低放大倍數的和其他組織的金相照片。索比和他的同代人德國人（A.Martens）及法國人（F.Oond）的科學實踐，為現代光學金相顯微奠定了基礎。至20世紀初，光學金相顯微日臻完善，并普遍推廣使用于金屬和合金的微觀分析，迄今仍然是金屬學領域中的一項基本技。
　　金相顯微鏡是用可見光作為照明源的一種顯微鏡。分立式和臥式，見圖1［光學顯微鏡　a　立式顯微鏡　b　臥式顯微鏡］。它們都包括光學放大、照明和機械三個系統。
　　放大系統是影響顯微鏡用途和質量的關鍵。主要由物鏡和目鏡組成。其光路見圖2［金相顯微鏡光路圖］。顯微鏡的放大率為：M顯＝L/f物×250/f目＝M顯×M目式中［m1］M顯——表示顯微鏡放大率；［m2］M物、［m3］M目和［f2］f物、［f1］f目分別表示物鏡和目鏡的放大率和焦距；L為光學鏡筒長度；250為明視距離。長度單位皆為mm.
　　分辨率和象差透鏡的分辨率和象差缺陷的校正程度是衡量顯微鏡質量的重要標志。在金相技中分辨率指的是物鏡對目的物的小分辨距離。由于光的衍射現象，物鏡的小分辨距離是有限的。德國人阿貝（Abb）對小分辨距離（）提出了以下公式d＝λ/2nsinφ式中［kg2］［kg2］為光源波長；n為樣品和物鏡間介質的折射系數（空氣；＝1；松節油：＝1.5）；φ為物鏡的孔徑角之半。
　　從上式可知，分辨率隨著和的增加而。由于可見光的波長［kg2］［kg2］在4000～7000之間。在［kg2］［kg2］角接近于90的有利的情況下，分辨距離也不會比［kg2］0.2m［kg2］更高。因此，小于［kg2］0.2m［kg2］的顯微組織，須借助于電子顯微鏡來觀察（見），而尺度介于［kg2］0.2～500m［kg2］之間的組織形貌、分布、晶粒度的變化，以及滑移帶的厚度和間隔等，都可以用光學顯微鏡觀察。這對于分析合金性能、了解冶金過程、進行冶金產品質量控制及部件失效分析等，都有重要作用。
　　象差的校正程度，也是影響成象質量的重要因素。在低倍情況下，象差主要通過物鏡進行校正，在情況下，則需要目鏡和物鏡配合校正。透鏡的象差主要有七種，其中對單色光的五種是球面象差、彗星象差、象散性、象場彎曲和畸變。對復色光有縱向色差和橫向色差兩種。早期的顯微鏡主要著眼于色差和部分球面象差的校正，根據校正的程度而有消色差和復消色差物鏡。近期的金相顯微鏡，對象場彎曲和畸變等象差，也給予了的重視。物鏡和目鏡經過這些象差校正后，不圖象清晰，并可在較大的范圍內保持其平面性，這對金相顯微照相尤為重要。因而現已廣泛采用平場消色差物鏡、平場復消色差物鏡以及廣視場目鏡等。上述象差校正程度，都分別以鏡頭類型的形式標志在物鏡和目鏡上。
　　光源早的金相顯微鏡，采用一般的白熾燈泡照明，以后為了亮度及照明效果，出現了低壓鎢絲燈、碳弧燈、氙燈、鹵素燈、水銀燈等。有些性能的顯微鏡需要單色光源，鈉光燈、燈能發出單色光。
　　照明方式金相顯微鏡與生物顯微鏡不同，它不是用光，而是采用反射光成像，因而須有一套的附加照明系統，也就是垂直照明裝置。1872年蘭（V.vonLang）出這種裝置，并制成了臺金相顯微鏡。原始的金相顯微鏡只有明場照明，以后發展用斜光照明以某些組織的襯度。