Do badań metaloznawczych najczęściej stosuje się mikroskop Le Chateliera ze skierowanym ku górze obiektywem, nad którym umieszczony jest stolik przedmiotowy. Pozwala to na wygodną obserwację próbek o nieregularnym kształcie. Oświetlenie powierzchni próbki następuje za pomocą oświetlacza poprzez obiektyw mikroskopu. Nowoczesne mikroskopy metalograficzne zaopatrzone są z reguły w urządzenia do fotografowania obserwowanych struktur. Zasadnicze elementy optyczne mikroskopu to: oświetlacz, obiektyw i okular. Zadaniem oświetlacza jest skierowanie na powierzchnię próbki dostatecznie silnej i równomiernej wiązki światła. Źródłem światła może być żarówka stosowana zwykle przy obserwacji, lampa łukowa lub ksenonowa czy rtęciowa, stosowane przy wykonywaniu fotografii. Aby zapewnić równomierne oświetlenie całej obserwowanej powierzchni próbki, wiązka światła przechodzi przez szereg przesłon i soczewek oraz filtrów barwnych. Cały ten układ jest umieszczony w uchwycie prostopadle do osi optycznej mikroskopu. Wiązka światła, wychodząca z oświetlacza, pada w tubusie mikroskopu na płytkę płaskorównoległą, która odbija część promieni i przez obiektyw mikroskopu kieruje ku powierzchni zgładu. Pozostała część promieni przechodzi przez płytkę i jest pochłaniana przez ściankę tubusu.