目前，各种显微镜和显微技术都有了新的发展，无论是在光源、光路设计、多用途附件在线使用等方面。为了提高显微镜的使用效果，扩大应用领域，传统显微镜从简单的视觉、主观定性判断、客观定量显示、自动图像处理等方面发展起来。它与摄像系统在线组成摄影显微镜;与计算机在线组成显微图像分析仪;与分光镜在线组成显微镜分光光度计和图像仪;与数码相机在线组成数码显微镜。因此，显微镜的发展是不可估量的。
虽然光学显微镜简单方便，但其分辨率不高。虽然显微镜光学系统的设计和观察方法得到了极大的改进，但观察效果和效率都得到了提高。特别是数字技术使图像数字化，为定量金相分析提供了条件。根据材料研究的多样化，显微镜各种功能的模块化设计为扩展显微镜功能提供了良好的平台，如电台、加热台、自动聚焦、物镜电气化、观察方法电气化等，为材料科学研究和产品质量控制提供了有利的工具。但由于光波波长的限制，金相显微镜的放大倍数从几十倍到2000倍，极限分辨率约为200nm。一般来说，金相组织中几十微米尺寸的细节只能观察到，相关晶体结构、取向、缺陷和成分也不能提供信息。
随着科学技术的发展，金相学不断丰富新内容，扩大领域，材料微形态分析测试仪器不断更新发展，从光学显微镜(0M)到电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、场离子显微镜(FTM)、扫描激光声成像显微镜(SPAM)等。到目前为止，电子显微镜的点分辨率优于0.3nm，晶格条纹分辨率优于0.14nm，特别是高分辨率透射镜可以了解原子点阵的排列，打开观察原子世界的大门。电子显微镜的使用使材料学科的发展进入了极端微世界，成为各领域科学家不可或缺的工具之一。
光学金相技术可以在材料制备、加工和热处理过程中提供许多相变和显微组织演变的定性和定量信息。然而，一般*在一维或二维图像的定量信息中，难以直接用于建立组织结构与材料性能或功能之间的定量关系，或难以解释实际的物理意义，具有明显的局限性。特别是对于不透明材料的三维微组织，许多涉及三维显微组织的材料理论模型的验证，难以实现显微组织演变过程的研究。因此，基于模型的材料视觉研究、显微组织的三维视觉研究、材料显微组织的虚拟设计仍需要寻求新的辅助研究方法。
材料微组织结构图像的获取、新的存储和传输方法以及更好的图像处理、分析方法的不断出现和改进、视觉原理和实验技术的不断发展和应用、计算机硬件和软件能力的快速发展是材料显微组织形式从定性表征到定量表征，从二维观察到三维几何信息测试的发展和应用提供了难得的机遇。借助材料显微组织结构的计算机辅助模型和模拟设计，利用数学统计和图像分析技术，推断三维组织图像科学称为视觉，使组织图像定量分析(定量金相学)成为材料科学和工程发展史上成功的实验技术之一，也是金相学发展的趋势。当材料组织的三维可视化或虽然可视化但尚未获得其定量表征数据时，视觉分析可以以非常小的成本获得三维组织结构的无偏差定量测量，从而成为不可或缺的显微组织定量分析和表征工具。
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