金相顯微鏡的照明方式分為明場照明和暗場照明。
   1）明場照明
    明場照明是金相顯微鏡主要的照明方式。在明場照明中光源光線通過垂直照明器轉90°角進入物鏡，垂直地（會接近垂直地）射向樣品表面。由樣品反射回來的光線在經過物鏡到目鏡。如果試樣是一個拋光的鏡面，反射光幾乎全部進入物鏡成像。在目鏡中可以看到明亮一片。如果試樣拋光后再經過腐蝕，試樣表面高低不同，則反射光將發生漫射，很少進入物鏡成像，在目鏡中看到的是暗黑色的像。
    在明場觀察時，通常采用兩種垂直照明器。其作用都是使來自光源的光線轉90°，不過它們的光路不同，效果也不一樣。一種是用平面玻璃做的垂直照明器，如下圖所示。平面玻璃表面與光源光線成45°角，將光線反射進入物鏡，由于投射在樣品上的光線是垂直入射，因而成像平坦、清晰。此外，平面玻璃反射光線損失大，即使采用zui好的平面玻璃，zui后到達目鏡的光線也只有四分之一，損失了四分之三，故成像的亮度小，襯度也差。

用平面玻璃做垂直照明器的光路圖

    另一種使用棱鏡做垂直照明器。光線經棱鏡全反射后略斜射于樣品表面，可造成一定的立體感，有利于觀察表面浮凸。此外，這種垂直照明能使光線全部反射到物鏡后透鏡上，光線損失極少，成像亮度大，有較好的襯度。其缺點是光源光線經棱鏡全反射后經物鏡后透鏡的一半照射到樣品表面上，而反射回來的光線經過透鏡的另一半進入目鏡，也就是說物鏡實際使用的孔徑角減小了一半，即數值孔徑減小，從而大大降低了物鏡的分辨率，因此只適應于低倍觀察，一般不超過100倍。現代新型的顯微鏡已經不再用這種全反射棱鏡作垂直照明。

用棱鏡做垂直照明器的光路圖

   2）在鑒別金屬夾雜物的特殊用途中，往往要采用暗場照明。暗場照明與明場照明不同。

暗場照明光路圖

    其光源光線經聚光透鏡后形成一束平行光線，通過暗場曲面反射鏡的反射，管狀光束以很大的傾角投射在樣品上。這里要注意，管狀光束是從物鏡四周通過的，物鏡未通過光線從而未起到聚光作用。如果樣品表面光滑均勻，則投射光線以很大傾角反射出去。光線不進入物鏡，在目鏡中看到一片暗黑色。如果樣品表面存在高低不平處，則反射光線就有部分進入物鏡而形成明亮的像。這與明場照明下觀察的結果正好相反。