Connaitre la microstructure d'un matériau permet bien souvent de comprendre le procédé d'élaboration ou de traitement de la pièce observée. Sa qualité peut également être appréciée, comme par exemple la porosité résiduelle d'une céramique ou la quantité d'inclusions non métalliques dans un alliage métallique. De plus, les propriétés mécaniques de la pièce, par exemple sa dureté ou sa résistance à la corrosion dépendent fortement de la microstructure.
L'examen de la microstructure constitue donc un aspect important dans la compréhension des caractéristiques d'une pièce. Citons par exemple la mise au point d'un processus d'élaboration, le contrôle d'un procédé de fabrication ou encore l'analyse d'une défaillance.
Ce contrôle est réalisé généralement en microscopie optique ou électronique, après préparation spécifique. L'analyse d'image associée permet de quantifier le pourcentage d'une seconde phase ou de la porosité.
Parfois l'observation de la surface de rupture renseigne également sur la microstructure de la matière.