金相分析儀的系統由金相顯徽鏡和宏觀攝像臺組成的光學成像系統，其用途是使金相試樣或照片形成圖像。金相顯微鏡可直接對金相試樣進行定量金相分析;宏觀攝像臺適用于分析金相照片、底片及實物等。金相分析儀試樣上的顯微特征經過光學系統后在CCD上成像并由CCD實現光電轉換和掃描，然后作為圖像信號取出，由放大器進行放大，并量化成灰度級以后貯存起來，從而得到數字圖像。計算機根據數字圖像中需測量特征的灰度值范圍，設定灰度值閾值T。對于數字圖像中任何一個像素點，若其灰度大于或等于T，則用白色(灰度值255)來代替它原來的灰度;若小于T則用黑色(灰度值0)來代替原來的灰度，可以把灰度圖像轉化為只有黑、白兩種灰度的二值圖像，然后再對圖像進行必要的處理，使計算機能方便對二值圖像進行粒子計數、面積、周長測量等圖像分析工作。

　　金相分析儀取樣部位必須與檢驗目的和要求相一致，使所切取的試樣具有代表性。必要時應在金相分析儀檢驗報告中繪圖說明取樣部位、數量和磨面方向。

　　(1)縱向取樣，金相分析儀縱向取樣是指沿著鋼材的鍛軋方向取樣。金相分析儀主要檢驗內容有非金屬夾雜物的變形程度、晶粒畸變程度、塑性變形程度、變形后的各種組織形貌、熱處理的全面情況等。

　　(2)橫向取樣，橫向取樣是指沿著垂直于鋼材鍛軋方向取樣。金相分析儀主要檢驗內容有金屬材料從表層到中心的組織、顯微組織狀態、晶粒度級別、碳化物網、表層缺陷(如氧化層、脫碳層)深度、腐蝕層深度、表面化學熱處理及鍍層厚度等。

　　(3)缺陷或失效分析，金相分析儀截取缺陷分析的試樣，應包括零件的缺陷部分在內。例如，零件斷裂時得端口，或裂紋的橫截面，觀察裂紋的深度及周圍組織變化情況取樣時應注意不能使缺陷在磨制時被損失甚至消失。