顯微鏡法（金相試片觀察）
將經過氧化的零件，切取一試片用金相試片的方法處理后，放在顯微鏡下，觀察氧化膜的厚度。
GB-T6462-2005 金屬和氧化物涂覆層厚度測量-顯微鏡法 中說明了試樣的制備，以及這種方法的偏差。
顯微鏡法測量覆蓋層厚度簡單且直觀，其基本原理是：在待測件上選取有代表性的試樣，然后經過適當工序制作成符合要求的橫斷面，通過光學顯微鏡，在圖像放大下，用校正過的目鏡測微尺或精度較高的標尺(如游標卡等)測量覆蓋層橫斷面的寬度，即為覆蓋層的厚度。
一般來說，厚度較大時可選擇精度較高的標尺直接測量橫斷面寬度；厚度較小時，則采用目鏡測微尺。由于覆蓋層厚度往往在幾μm至幾十μm，因此一般都采用目鏡測微尺來進行測量。
此外，隨著光學顯微鏡向數字化光電圖像顯示發展，數字化顯微鏡圖像檢測技術開始應用到覆蓋層測厚領域。該技術使用高分辨率CCD和CMOS攝像機，將顯微鏡的光學圖像轉換到計算機中，然后用專用的測量軟件系統進行圖像測量。