顯微硬度在金相研究中的應用，有以下幾個方面：
（1）金屬材料、合金想的研究。顯微硬度廣泛用于測定金屬及合金中各組成的硬度，剖析其對合金性能的貢獻，為合金的正確設計提供依據。
如對各類碳化物顯微硬度的研究，為制造優良的硬質合金獲得了有效成果。借助合金中各組成相的顯微硬度，分析在合金強化中起主要作用的結構組分，因此，顯微硬度又是配合研究多相合金中各組分對強化影響的重要手段。
（2）金屬表面層性能的研究：
1）擴散層性能的研究：如滲碳層、氮化層、金屬擴散層等。
2）表面加工硬化層性能的研究：如金屬表層受機械加工、熱加工的影響；切削加工對表面硬度的影響等。
3）晶粒內部不均勻性的研究。由于顯微硬度對化學成分不均勻的相具有較敏感的鑒定能力，故常用于研究分析晶粒內部的不均勻性。如通過合金中固液體枝晶偏析的測定，得到晶粒不均勻度與成分、狀態之間的關系，進而為控制、消除偏析提供數據。
4）極細薄金屬制成品硬度的測量。如薄片、細絲和粉末等的硬度測量。
其他方面的應用。研究晶界的本質，金屬材料受原子能輻射后的影響等。