In der Mikrostrukturdiagnostik werden Verfahren eingesetzt, um das innere Gefüge von Werkstoffen zu analysieren. Dabei kommen u.a. Lichtmikroskopie, Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie sowie Röntgenbeugung zum Einsatz, um Phasen, Körner, Defekte und Einschlüsse zu identifizieren. Diese Untersuchungen liefern wichtige Rückschlüsse auf mechanische, thermische und chemische Eigenschaften der Materialien.