全書共分三個部分，第一部分：金相組織分析，共9個實驗，包括金相試樣制備與顯微鏡使用，鋼、鑄鐵和有色金屬的顯微組織分析；第二部分：金屬熱處理與表面處理，共6個實驗，包括鋼的整體熱處理、化學熱處理和材料的表面處理；第三部分：材料性能測試與分析，共21個實驗，包括材料的力學性能、物理性能和化學性能測試，以及材料的相變點、結構、物相、組織形態(tài)和缺陷等測試分析。