本課程分為X射線衍射分析、電子顯微分析電子和其它顯微分析方法（電子探針、離子探針、低能電子衍射、俄歇電子能譜儀、場離子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線光電子能譜儀）三部分。介紹X射線物理學基礎、衍射原理與衍射儀及解析應用、特征X射線衍射譜分析，和電子光學基礎、電子衍射與襯度原理、晶體薄膜衍襯成像原理、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡的結構與應用，以及其它常用材料表面顯微分析方法。