針對金相樣品的物理特性，金相顯微鏡一般有明場、暗場、偏光、微分干涉這四種常見的觀察方法，近十年新的又出現(xiàn)了激光共聚焦的方法。
按照現(xiàn)代儀器“模塊化設(shè)計(jì)，積木式結(jié)構(gòu)"的設(shè)計(jì)思想，這四種功能并不一定固化在每一臺(tái)金相顯微鏡上，而是以明場作為基本核心，可以將其他功能象“搭積木"一樣組合到該顯微鏡上。如最基本的有明場和暗場功能，插入了起偏鏡和檢偏鏡后就增加了正交偏光功能，再插入渥拉斯頓棱鏡(Wollanston prism)就又增加了微分干涉功能。
 
反射光圖像的觀察模式：
明場Bright Field
明場照明是金相研究中主要的觀察方法。入射線垂直地或近似垂直地照射在試樣表面，利用試樣表面反射光線進(jìn)入物鏡成像。如果試樣是一個(gè)鏡面，在視場內(nèi)是明亮的一片，試樣上的組織將呈色影像襯映在明亮的視場內(nèi)，叫做“明場"照明

明場效果
 
暗場 Dark Field
通過物鏡的外周照明試樣，照明光線不入射到物鏡內(nèi)，就可以得到試樣表面繞射光而形成的像。如果試樣是一個(gè)鏡面，由試樣上反射的光線仍以極大的傾斜角向反方向反射，不可能進(jìn)入物鏡，在視場內(nèi)是漆黑一片，只有試樣凹凸之處才能有光線反射進(jìn)入物鏡，試樣上的組織將以亮白影像映襯在漆黑的視場內(nèi)，如同星星在夜空，叫做“暗場"照明

暗場效果
 
偏光 polarization contrast
利用偏光原理，對某些物質(zhì)所具有的偏光性進(jìn)行觀察。

• 自然光與偏振光

自然光(或天然光)是指太陽光、電燈光，它的光振動(dòng)是各個(gè)方向均衡的，都垂直于傳播方向，若光振動(dòng)局限在垂直于傳播方向的平面內(nèi)的某一個(gè)方向上，則稱為偏振光

②偏振光的獲得
常用方法有兩種：
a.偏振棱鏡
某些晶體，當(dāng)光線射到它的分界面上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩束折射光，這種現(xiàn)象稱為“雙折射"。一束光遵循折射定律叫“尋常光"，用O光表示；另一束不遵循折射定律叫“非常光"，用e光表示。所謂偏振棱鏡，即光線通過此棱鏡時(shí)，會(huì)產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，常用的為尼科爾棱鏡。
b.人造偏振片
自然光射到人造偏振片時(shí)，使自然光變成偏振光，目前顯微鏡普遍采用人造偏振片。

微分干涉（differential interference contrast DIC）
微分干涉是利用偏光干涉原理，光源發(fā)出一束光線經(jīng)聚光鏡射入起偏鏡，形成一線偏振光，經(jīng)半透反射鏡射入渥拉斯登棱鏡后，產(chǎn)生一個(gè)具有微小夾角的尋常光(O光)和非常光(e光)的相交平面；再通過物鏡射向試樣，反射后再經(jīng)渥拉斯登棱鏡合成一束光，通過半透反射鏡在檢偏鏡上O光與e光重合產(chǎn)生相干光束，在目鏡焦平面上形成干涉圖像，它可觀察試樣表面的微小凹凸和裂紋，且影像呈立體感，觀察效果更逼真。