金属材料的内部结构通常需要经过切割、镶嵌、研磨、抛光和腐蚀等样品制备步骤后观察。桌面式扫描电镜可用于分析晶粒尺寸、相组成、夹杂物、析出物、孔洞、微裂纹、偏析、镀层结构、焊接热影响区以及增材制造熔池组织等。利用二次电子像可观察组织形貌，利用背散射电子像可依据原子序数衬度区分不同相，结合能谱分析还可进一步确定各相的化学成分。该功能可用于热处理工艺评价、铸造组织分析、焊接质量评估、粉末冶金组织观察、增材制造材料研究以及失效分析中的组织溯源。对于金属行业而言，内部结构观察有助于建立材料组织与性能之间的关系，为工艺优化和质量控制提供微观依据。
金属材料及零部件在生产、加工、运输和使用过程中，表面可能附着各类异物，如颗粒污染、粉尘、油污、盐类、抛光残留、设备磨损产物、镀液杂质或夹杂物压入等。这些异物可能影响后续焊接、涂装、电镀、键合、密封和装配质量。桌面式扫描电镜能够观察异物的形状、尺寸、数量、分布、附着状态以及与基体之间的结合关系，结合能谱分析可鉴定其元素成分，从而辅助判断异物来源。对于金属屑、氧化物、硅酸盐、盐类、有机残留等不同性质的污染物，形貌与元素信息可以相互印证，为来料检验、制程控制、清洁度评估和失效分析提供依据。
属腐蚀会显著影响材料性能和使用寿命。桌面式扫描电镜可用于观察腐蚀区域的微观形貌，包括全面腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀开裂等不同形式的表面特征。通过二次电子像，可以观察腐蚀坑的形态、深度、分布密度、腐蚀产物的覆盖情况以及裂纹的萌生和扩展方向；通过背散射电子像，可辅助区分腐蚀产物与金属基体之间的成分差异。腐蚀产物往往具有疏松、多孔、龟裂、层状或颗粒状等不同形貌，高景深成像能力有利于呈现其立体结构。结合能谱分析，可以测定腐蚀产物中的元素组成及分布，判断氧化物、氯化物、硫化物、碳酸盐等产物的富集情况，分析腐蚀性元素的存在与分布规律。通过截面分析，还可观察腐蚀层厚度、腐蚀产物分层结构以及腐蚀前沿与基体的界面特征，从而辅助评估腐蚀程度、材料耐蚀性和防护措施的有效性。
金属断口是判断失效模式的关键依据。导电性良好的金属试样无需镀膜即可直接进行二次电子像观察，能够清晰呈现金属结晶粒、析出物及破面等的形状与分布。通过识别韧窝、疲劳条纹、沿晶断裂等微观特征，可以判断断裂类型是韧性、脆性、疲劳还是应力腐蚀开裂。桌面式SEM的放大倍率足以分辨这些指向特定失效机制的细微特征。EDS能进一步分析断口起点的夹杂物或腐蚀产物成分，追溯断裂的根源。典型操作流程包括：清洁断口、必要时抛光、选择合适加速电压和成像模式，从低倍到高倍逐步观察并记录特征。
