金相光学显微镜是金属材料试验研究的重要手段之一，主要由光学系统、照明系统、机械系统等组成。其是利用可见光作为照明源，通过玻璃透镜对试样进行放大成像的。成像时来自照明系统的光束经金相试样表面反射后，经过物镜和目镜等一套光学放大系统使试样表面的显微组织放大，并在目镜筒内成像，以供操作人员进行相关观察。

  金相光学显微镜在观测标本时，标本的放大主要由物镜完成，物镜放大倍数越大，它的焦距越短。焦距越小，物镜的透镜和玻片间距离（工作距离）也小。油镜的工作距离很短，使用时需格外注意。目镜只起放大作用，不能提高分辨率，标准目镜的放大倍数是十倍。聚光镜能使光线照射标本后进入物镜，形成一个大角度的锥形光柱，因而对提高物镜分辨率是很重要的。聚光镜可以上下移动，以调节光的明暗，可变光阑可以调节入射光束的大小。