在很早之前，人们就开始研究金属与合金的性质及性能与组织之间的内在，以便找到保证金属与合金材料的质量和制造新型合金的方法，但直至显微镜问世后，人们才初步具备了对金属材料深入研究的条件。

    人们在放大几百倍甚至上万倍的金相显微镜下，来观察金属材料的内部组织，即金相组织结构，从而发现了金属的宏观性能与金相组织形态的密切关系，使得金相组织分析法成为zui基本、zui重要、应用也zui广泛的研究方法之一。这使得在任何机械制造、冶金企业及与之相应的研究机关、理工科高等院校等都设有金相显微镜检验室或金相研究室，从而利用各种金相显微镜从事大量的、复杂且精细的金相组织研究。

    一般而言，金相研究的主要工具就是金相显微镜。同时绝大多数的金相研究要靠金相显微镜才能实现，所以，凡是专门用来观察、研究金属组织结构的光学显微镜都被称为金相显微镜。

    同时，金相显微镜对防止产生废品、提高产品质量起到了重要作用。因此，金相显微镜广泛应用在钢铁冶炼、锅炉制造、矿山、机床、工具、汽车、造船、轴承、柴油机、农机等工业部门，成为工业生产，国防工程与科学研究工作广泛使用的光学仪器。

    在工业生产中可利用它来检查金属的冶炼和轧制质量、控制热处理工艺过程、提高工件质量、帮助改进热处理工艺操作，更包括研究金属材料中非金属夹杂物的存在，观察夹杂物的形态、大小、分布及其数量，测定夹杂物的光学性能，从而更好的判断夹杂物的类型，以及相应评定材料的级别。同时，利用高倍金相显微镜对金属零件断口进行研究，还可以根据断口的形状判断晶粒的大小，分析机械破坏的原因等，高温金相显微镜更可以用来研究组织转变的规律，跟踪转变过程，连续观察金属或合金在一段温度范围内组织的转变等。