金相顯微鏡是對金屬材料的金相組織進行分析的重要光學儀器。金相學主要指借助光學(金相)顯微鏡和體視顯微鏡等對材料顯微組織、低倍組織和斷口組織等進行分析研究和表征的材料學科分支，既包含材料顯微組織的成像及其定性、定量表征，亦包含必要的樣品制備、準備和取樣方法。其主要反映和表征構(gòu)成材料的相和組織組成物、晶粒(亦包括可能存在的亞晶)、非金屬夾雜物乃至某些晶體缺陷(例如位錯)的數(shù)量、形貌、大小、分布、取向、空間排布狀態(tài)等。
金相顯微鏡具有特殊的照明系統(tǒng)。它的照明光源大都裝置在鏡體的側(cè)面或后下方，為了達到使光線能攝入物鏡再攝入目鏡的目的，就必須在兩光軸的交點裝上一個反射鏡(平面鏡或棱鏡)使光線垂直轉(zhuǎn)向，如果光源設計在金相顯微鏡的底部時，其照明光束直接通過物鏡射到金相試樣表面，由試樣表面反射給物鏡而成像，最后再由反射鏡作垂直轉(zhuǎn)向，由于其起垂直照明的作用，故稱為“垂直照明器"。
金相顯微鏡是采用不同形式的反射鏡使光束(或象)轉(zhuǎn)向，照明方式有明視場和暗視場照明兩種。
1.明視場照明
明視場照明是金相顯微鏡常用的一種照明方式，它是依靠垂直照明器將光源的光線發(fā)射給物鏡，由物鏡再將垂直或近似垂直的光線，照射在金相試樣的磨面上。然后由試樣磨面上反射過來的光線又垂直通過物鏡給予放大，后由目鏡再予以二次放大。在一般老式的金相顯微鏡中，常選用45度傾斜平面玻璃和全反射棱鏡作為垂直照明器。大型臥式金相顯微鏡，其明視場照明系統(tǒng)中，大部分都具備這兩種照明裝置，它的變化依靠手柄的前后或左右移動來實現(xiàn)。平面玻璃和全反射棱鏡作為垂直照明器，雖然都既能反射光線也能透射光線。
2.暗視場照明
暗視場和明視場的不同之處，主要是光程的分布和照明效果。光源的平行光線被環(huán)形光欄阻擋，中心的光線不能通過，就形成了空心的環(huán)形光束射入垂直照明器，從而使光線經(jīng)過物鏡的外圍透射在特制反射聚光鏡上，由它將光線反射在金相試樣的磨面上，因其反射過來的光傾斜角度極大，如果試樣是個拋光鏡面，使試樣上的光線仍以極大的傾斜度向反方向反射，不可能進入物鏡，故視域呈一片黑暗色，只有試樣的凹洼處光線發(fā)射進入物鏡，故在顯微鏡暗場下觀察試樣時和明視場下恰恰相反。
