对断口表面直接进行目视观察和借助放大镜（1～20倍）进行观察是最经典的断口分析方法，至今仍是断口分析必经的第一步。其最大的优点是直观、简易、快速和全面。通过观察整个断口的宏观形貌特征，可以初步分析判断构件断裂的基本性质和全过程，为进一步放大观察和深入分析提供线索。

为了弄清构件断裂的性质和原因，仅用目视观察分析往往是不够的，还必须借助三维体视显微镜和光学显微镜的低倍部分，对断裂源区和其他区域进行放大观察分析。它们的优点是具有与目视观察相衔接的适中的放大倍数（一般为4～100倍）和较好的影像立体感，并能把局部观察和整体观察较好地结合起来。

光学显微镜一个重要的参数是景深。景深是指当保持图像平面聚焦时物体表面形貌所允许的高度变化，也就是说，物体在不同的高度水平处应该能够清晰的聚焦在同一平面上。景深的大小与数值孔径和光线的波长有关，数值孔径和波长越小，景深就越大。

由于光学显微镜在较高的放大倍数下景深很小，这就严重制约了它在断口形貌观察上的应用。

1）光学显微镜的景深随放大倍数增加而急剧下降，在较高放大倍数（如200倍以上）只能粗略地观察解理断口和疲劳断面等较平整的断口表面，而不能观察具有明显塑性变形的穿晶断口和沿晶断口，即使对平整断口也很难进行大面积的连续观察而且分辨率很低。

虽然目前具有可变焦距透镜组的新式光学显微镜，放大630倍时的物镜允许工作距离可达0.65mm（一般光学显微镜放大1000倍时的允许工作距离仅0.05mm），而且有时可放大1600倍对断口进行直接观察，从而更扩大了直接光学显微分析法的应用范围，但是由于该种大景深显微镜几乎是与扫描电镜同时发展的，它的大多数用途可由扫描电镜完成，因此其用途有限，只是在某些特殊情况下的断口研究，如反应堆中放射性金属断口的远距离观察中仍是一种很有用途的工具。

2）当研究不能进实验室而又不易在现场观察的大型破断构件的断口时，或由于法律原因不允许切割的构件以及形貌起伏太大妨碍照相的有效照明时，可以把要观察的局部区域复型后进行间接观察。复型的方法与透射电镜的二次复型基本相同。由于复型可以把粗糙不平的断口形貌展平，从而有效地扩大了显微镜在断口分析中的应用范围。

光学显微镜在断口分析中也有自己独特的优点：能对断口上某些组织结构进行偏振光分析，还可以观察断口不同区域的颜色变化，这对断裂性质的确定具有重要的作用。