Ένα μεταλλουργικό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί διαφορετική μέθοδο φωτισμού από ένα συμβατικό μικροσκόπιο και μπορεί να φωτίσει στερεά δείγματα για να τα αναγνωρίσει, να τα επιθεωρήσει και να τα μετρήσει. Είναι όπως άλλα οπτικά μικροσκόπια με εξαίρεση τον προσανατολισμό φωτισμού. Ορισμένες βιομηχανίες χρησιμοποιούν ανεστραμμένα μεταλλουργικά μικροσκόπια, τα οποία παρατηρούν το δείγμα κάτω από τη σκηνή ή το τραπέζι. Οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, τα εγκληματολογικά εργαστήρια και τα χυτήρια μετάλλων χρησιμοποιούν όλα αυτόν τον τύπο οργάνων.
Ένα συμβατικό μικροσκόπιο φωτίζει ένα διαφανές δείγμα κάτω από τη σκηνή, καθιστώντας το ορατό μέσω του προσοφθάλμιου φακού. Εφόσον το φως δεν μπορεί να διαπεράσει αδιαφανή ή στερεά αντικείμενα, αυτή δεν είναι κατάλληλη μέθοδος για την παρατήρηση αυτών των δειγμάτων υπό μεγέθυνση. Τα μεταλλουργικά μικροσκόπια φωτίζουν αντικείμενα από ψηλά, είτε με μια εξωτερική πηγή φωτός είτε με αυτό το φως να ταξιδεύει μέσα από τους αντικειμενικούς φακούς μεγέθυνσης χρησιμοποιώντας διαχωριστές δέσμης. Αυτή η τεχνική φωτισμού φωτίζει ολόκληρο το αντικείμενο χωρίς να δημιουργεί αντανακλάσεις που αποσπούν την προσοχή ή περιττές.
Η τεχνολογία φωτισμού μπορεί να περιλαμβάνει έγχρωμα φίλτρα ή φίλτρα σχεδιασμένα να αλλάζουν την πόλωση και την ένταση του φωτός. Αυτές οι επιλογές επιτρέπουν την προβολή αντικειμένων σε εφαρμογές φωτεινού ή σκοτεινού πεδίου. Τα φίλτρα μπορεί να περιέχονται σε ένα αφαιρούμενο φυσίγγιο μέσα στο σώμα του μικροσκοπίου.
Το προσοφθάλμιο σε ένα μεταλλουργικό μικροσκόπιο μπορεί να είναι μοναδικό ή διόφθαλμο και τα περισσότερα μικροσκόπια μπορούν να συνδεθούν απευθείας με έναν υπολογιστή για παρατήρηση δείγματος σε μια οθόνη. Το οπτικό πεδίο (FOV) ποικίλλει ανάλογα με τη μάρκα και το μοντέλο μικροσκοπίου, με ορισμένα να προσφέρουν FOV με διάμετρο έως 0.787 ίντσες (20 χιλιοστά). Τα μικροσκόπια μπορεί να έχουν τρεις έως τέσσερις αντικειμενικούς φακούς με εύρος μεγεθυντικής ικανότητας. Ορισμένες εκδόσεις είναι σε θέση να μεγεθύνουν έως και 1,250 φορές.
Ένας άλλος τύπος μικροσκοπίου που χρησιμοποιείται για βιομηχανικούς σκοπούς είναι το ανεστραμμένο μεταλλουργικό μικροσκόπιο. Αυτός ο τύπος οργάνου έχει τον στόχο κάτω από τη σκηνή, που επιτρέπει την προβολή δειγμάτων που ποικίλλουν σε μέγεθος. Καθώς τα άτομα χρησιμοποιούν συνήθως ένα μεταλλουργικό μικροσκόπιο για την παρατήρηση της δομής της επιφάνειας, μεγάλα αντικείμενα μπορούν να τοποθετηθούν στη σκηνή χωρίς να έρθει κανείς σε επαφή με τους στόχους. Οι ερευνητές τοποθετούν επίσης φιάλες ή μπουκάλια στη σκηνή, παρατηρώντας μικροοργανισμούς σε υγρό περιβάλλον.
Οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών χρησιμοποιούν συχνά ένα μεταλλουργικό μικροσκόπιο ως όργανο ποιοτικού ελέγχου, επιθεωρώντας εξαρτήματα για μικροσκοπικά ελαττώματα. Τα εγκληματολογικά εργαστήρια χρησιμοποιούν το όργανο για τον εντοπισμό σχεδίων βολής σε σφαίρες και θήκες ή για την ανάλυση της επιφάνειας των οστών και άλλου υλικού. Τα χυτήρια μετάλλων χρησιμοποιούν μεταλλουργικά οπτικά μικροσκόπια για ανάλυση κόκκων και για τον προσδιορισμό της δομής των βιομηχανικών μετάλλων. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τα μικροσκόπια για την ανάλυση και την αναγνώριση μεταλλικών συστατικών.