金相學研究最重要的手段是光學金相顯微術和電子顯微學（見金屬和合金的微觀分析）。利用 X射線衍射或電子衍射等進行的金屬結構分析和利用各種電子光學儀器進行的金屬微區成分分析，有時也包括在金相學所研究的范疇內。研究金屬及合金內部組織結構的學科。是從19世紀初開始逐步形成的。金相學過去曾定義為研究金屬及合金的成分組織結構以及它們同性能之間關系的科學隨著這一學科研究領域不斷擴大。
后來的研究指出，不但在鋼中并且在許多其它合金中出現。本世紀二十年代A. Sauveur及周志宏研究過碳含量極低的鐵在淬火后的魏氏組織； 三十年代G. Kurdjumov 及G. Sach s 用X 射線進行了著名的馬氏體相變取向關系的試驗。在R.F. M eh l 學派（包括C. S. Barret t) 在Sauveur 和周志宏的工作啟發下開展了一系列合金的魏氏組織的研究，此后取向關系的測定一直是相變研究中的一個重要組成部分。