金相学主要指借助光学（金相）显微镜和体视显微镜等对材料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学科分支，既包含材料显微组织的成像及其定性、定量表征，亦包含必要的样品制备、准备和取样方法。其主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。
工作原理
放大系统是影响显微镜用途和质量的关键。主要由物镜和目镜组成。其光路见图2 [金相显微镜光路图]。
金相显微镜
显微镜的放大率为：
M显=L/f物×250/f目=M物×M目式中[m1] M显——表示显微镜放大率；[m2] M物、[m3]M目和[f2]f物、[f1]f目分别表示物镜和目镜的放大率和焦距；L为光学镜筒
长度；250为明视
距离。长度单位皆为mm。
分辨率和象差
透镜的分辨率和象差缺陷的校正程度是衡量显微镜质量的重要标志。在金相技术中分辨率指的是物镜对目的物的*小分辨距离。由于光的衍射现象，物镜的*小分辨距离是有限的。德国人
阿贝(Abb）对*小分辨距离d提出了以下公式
d=λ/2nsinφ式中λ为光源波长； n为样品和物镜间介质的折射系数（空气；=1；松节油：=1.5）；φ为物镜的孔径角之半。
从上式可知，分辨率随着和的增加而提高。由于可见光的波长[kg2][kg2]在4000～7000之间。在[kg2][kg2]角接近于90的*有利的情况下，分辨距离也不会比[kg2]0.2m[kg2]更高。因此，小于[kg2]0.2m[kg2]的显微组织，必须借助于
电子显微镜来观察（见），而尺度介于[kg2]0.2～500m[kg2]之间的组织形貌、分布、
晶粒度的变化，以及滑移带的厚度和间隔等，都可以用光学显微镜观察。这对于分析合金性能、了解
冶金过程、进行冶金
产品质量控制及零部件失效分析等，都有重要作用。
象差的校正程度，也是影响成象质量的重要因素。在低倍情况下，象差主要通过物镜进行校正，在高倍情况下，则需要目镜和物镜配合校正。透镜的象差主要有七种，其中对单色光的五种是球面象差、彗星象差、象散性、象场弯曲和畸变。对复色光有纵向
色差和横向色差两种。早期的显微镜主要着眼于色差和部分球面象差的校正，根据校正的程度而有消色差和
复消色差物镜。随着不断发展，金相显微镜对象场弯曲和畸变等象差，也给予了足够的重视。物镜和目镜经过这些象差校正后，不仅图象清晰，并可在较大的范围内保持其平面性，这对金相显微照相尤为重要。因而现已广泛采用平场消色差物镜、平场复消色差物镜以及广视场目镜等。上述象差校正程度，都分别以镜头类型的形式标志在物镜和目镜上。
光源*早的金相显微镜，采用一般的
白炽灯泡照明，以后为了提高亮度及照明效果，出现了低压钨丝灯、碳弧灯、氙灯、卤素灯、水银灯等。有些特殊性能的显微镜需要单色光源，钠光灯、铊灯能发出单色光。
