La metalografía es el estudio de la microestructura de todos los tipos de aleaciones metálicas. Puede ser definida más exacto como la disciplina científica de observar y de determinar la estructura química y atómica y la distribución espacial de los componentes, de las inclusiones o de las fases en aleaciones metálicas. Por la extensión, estos mismos principios se pueden aplicar a la caracterización de cualquier material.

Diversas técnicas se utilizan para revelar las características microestructurales de metales. La mayoría de las investigaciones se realizan con microscopia ligera de incidente en modo del brightfield, pero otras técnicas que ponen en contraste menos comunes, como el darkfield o el contraste diferenciado de interferencia (DIC), y el uso de la aguafuerte del color (tinte) está ampliando el alcance de la microscopia ligera para los usos metalográficos.

Muchas propiedades macroscópicas importantes de materiales metálicos son altamente sensibles a la microestructura. Las propiedades mecánicas críticas, como resistencia a la tensión o el alargamiento, así como otras propiedades termales o eléctricas, se relacionan directamente con la microestructura. La comprensión de la relación entre la microestructura y las propiedades macroscópicas desempeña un papel dominante en el desarrollo y la fabricación de materiales y es el último objetivo de la metalografía.