在显微镜下，很多物质的外表特征都能被观测到，以此鉴定物质、研究物质的显微组织与性能的关系、控制产品质量等。利用显微镜解决化学问题的技术，就是化学显微术。显微镜观测到物质的组织（形态）称为显微组织。在进行显微分析时，要把测试样品适当处理，把观测到的显微组织图同相应的标准图谱或标准质图像加以比较，最后确定被分析的样品是什么物质。
很多物质我们用肉眼直接观察是分辨不了的，但是经过显微镜放大，各种物质的不同形态和特点就表现出来了。例如，同是纤维，棉花纤维呈扭卷形，亚麻纤维上有结节，羊毛纤维上有鳞片，某些草类纤维有锯齿形或凹形袋状细胞，由此可以鉴定纤维的种类。显微镜下也能看到玉米、土豆等不同来源的淀粉颗粒形态各异。
化学显微术所得到的信息，往往是被分析物质中有那些化合物，而不是元素；它还可以用来分辨同分异构体、多晶形物等。化学显微术使用的被测试样极少，有时用109克就能进行分析。因此，公安机关常用化学显微术检查犯罪现场的微尘，从中发现织物纤维、油漆、金属细屑、未爆炸的火药粉末等，为侦查人员提供参考资料。
用显微镜观察化学反应产物的形态、颜色等性质的显微分析应用广泛，放大倍数常在20—200倍的范围。在环境保护分析中，可以检测微尘的化学成分，例如，将微尘收集在含氟硅酸亚汞的明胶薄膜上，微尘中的氯化钠微粒与试剂起作用形成一个晕，它的厚度与氯化钠粒子大小成正比，此法可以检出1014克的氯化钠。在核化学、考古学、冶金学、地质学、矿物学、法医和生物化学中也常用这种方法。
化学显微术还常用来测定晶体的几何形状和光学性质，鉴定结晶物质。
新的化学显微术有激光全息、X射线等多种方法，广泛应用到各个领域。