金相顯微鏡是一種用于觀察和分析金屬材料微觀結構的光學顯微鏡，其原理主要基于光的折射、反射和干涉等光學現象，具體如下：
照明系統：金相顯微鏡通常采用透射光或反射光進行照明。在反射光模式下，光源發出的光線經過聚光鏡會聚后，照射到樣品表面。樣品表面對光線進行反射，反射光攜帶了樣品表面的信息，進入物鏡。在透射光模式下，光源發出的光透過樣品，由于樣品對光的吸收、折射和散射等作用，使得透過樣品的光攜帶了樣品內部結構的信息，然后進入物鏡。
成像系統
物鏡：物鏡是金相顯微鏡中最重要的成像部件。它將樣品表面或內部的微觀結構放大成像。根據光學原理，當光線從樣品表面反射或透過樣品后，經過物鏡的折射作用，光線會發生會聚或發散，從而在物鏡的像平面上形成一個放大的實像。物鏡的放大倍數越高，其對樣品細節的分辨能力就越強。
目鏡：目鏡的作用是將物鏡所成的實像進一步放大，以便觀察者能夠清晰地看到樣品的微觀結構。目鏡相當于一個放大鏡，它將物鏡所成的實像再次放大，形成一個虛像，這個虛像位于觀察者的明視距離處，方便人眼觀察。
光路系統：金相顯微鏡中的光路系統較為復雜，其中的透鏡、反射鏡和棱鏡等光學元件會對光線進行折射、反射和會聚等操作，以確保光線能夠按照設計的路徑傳播，最終形成清晰的圖像。此外，為了獲得高質量的圖像，金相顯微鏡還會配備一些特殊的光路裝置，如偏光裝置、微分干涉對比裝置等。偏光裝置可以通過控制光線的偏振方向，來觀察樣品在不同偏振狀態下的光學特性，有助于分析樣品的晶體結構和取向等。微分干涉對比裝置則利用光的干涉原理，將樣品表面的微小高度變化轉化為光強的變化，從而增強樣品的對比度，使觀察者能夠更清晰地看到樣品。
