A análise microestrutural permite entender as correlações entre microestrutura, defeito e propriedades, além de predizer as propriedades do material quando essas correlações são estabelecidas.

A análise microestrutural, por meio da microscopia ótica, é usada para identificar componentes químicos em uma amostra.

Nas análises microestruturais de interesse criminal, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) é mais utilizada devido ao fácil manuseio do equipamento, fácil acesso e baixo custo.

As amostras translúcidas e as opacas são facilmente analisadas tanto por MEV quanto por microscopia ótica.

Dispensa-se a análise microscópica quando a macroscópica for suficiente para mostrar a convergência de evidências nos materiais de interesse criminal, como a identificação de projéteis e estojos.