本书分为基础篇和实践篇。基础篇注重基础理论知识的传授，包括金相实验室的基本要求、物理冶金检测技术、材料铸造组织和变形组织分析、金属的热处理等；实践篇注重实操技能的培训，根据航空物理冶金检测需求，对钢、高温合金、铝合金、钛合金、铜合金、焊接接头、特种工艺条件下的组织特点、缺陷类别与控制、金相检测技术作了介绍，并且为拓展物理冶金人员视野，还特别介绍了金属断口与失效分析、非金属材料分析技术。

本书分为物理检测和化学分析检测两部分，内容包括：复合材料基体上涂层厚度的测定；厌氧胶强度性能影响因素研究；钛及钛合金高低倍试样制备方法浅析；影响EDS分析钢中碳元素准确度因素探讨等。