金属材料分析，在力学性能方面主要有拉伸、压缩、弯曲、剪切、硬度、成形等试验方法；在化学成分方面，主要有化学分析方法和光谱分析方法；内部组织结构方面主要是光学显微镜分析。对于金属材料的常规生产检验和质量控制，进行这些常规试验基本上就可以了。但对于织构及内应力的测定，产品的缺陷及微区成分的分析，以及金属表面和内部更细微的组织结构和成分的分析，等等，这些方法是无法实现的。

    在现阶段，进行这些分析所采用的仪器是X射线衍射仪，电子显微镜，电子探针仪及其它的表面显微分析工具。这些试验方法和相应的仪器都是近几十年来建立并逐渐完善起来的，在金属材料分析和研究中起着越来越广泛和重要的作用。随着科学技术的发展，必将会有更多、更先进的试验方法和仪器用于金属材料分析。

    化学分析、光谱分析、X射线荧光光谱分析、X射线微区域分析等均可测量试样的元素组成，但X射线物相分析却可鉴别试样中的物相。物相包括纯元素、化合物和固溶体。当待测试样由单质元素或其混合物组成时，X射线物相分析所指出的是元素，因为此时元素就是物相；但当元素相互组成化合物或固溶体时，则所给出的是化合物或固溶体而非它们的组成元素。

    X射线衍射分析是以晶体结构为基础的。每种结晶物质都有其特定的结构参数，包括点阵类型、单胞大小、单胞中原子的数目及位置等等，而这些参数在X射线衍射花样中均有所反映。尽管物质的种类有千千万万，但却没有两种衍射花样完全相同的物质。某种物质的多晶体衍射线条的数目、位置以及强度是该物质的特征，因而可以成为鉴别物相的标志。将未知物相的衍射花样与已知物相的衍射花样进行比较，当彼此吻合时，就能判定该未知物相。已知物相的衍射数据在粉末衍射卡片中基本上都能查到。