La caratterizzazione dei materiali, si attribuisce allo svolgimento attraverso il quale la struttura e le proprietà di un acciaio vengono esplorate e valutate. È un sviluppo fondamentale, senza il quale non si potrebbe assodare alcuna cognizione tecnologica dei materiali ingegneristici. Numerose tecniche di caratterizzazione sono state attuate per secoli, come la microscopia ottica di base, ma nuove tecniche e metodologie affiorano costantemente. L'avvento del microscopio elettronico e della spettrometria di massa a ioni secondari nel 20° secolo ha trasformato il campo, permettendo l'imaging e l'analisi di strutture e composizioni più di quanto fosse possibile antecedentemente. Guidando ad un altissimo aumento del livello di comprensione. Di recente, la microscopia a forza atomica ha accresciuto e migliorato la risoluzione per l'analisi di alcuni tipi di metallo