金相试样的研磨过程是试样制备较重要的阶段，除使试样表面平整外，主要是使组织损伤层减少到最低程度甚至为零。金相试样的研磨分为粗磨和细磨。
1.粗磨
粗磨即磨平，是将取样所形成的粗糙表面和补个则外形的试样修整成形，在根据检验目的及磨面方向（纵面、横面）将其修整平坦。粗磨可采用手工操作或机械操作。手工操作使用与较软的非铁金属及其合金，一般用粗砂纸修整外形和磨面，而不能用砂轮机，因为软金属容易填塞砂轮的空隙，使砂轮变钝，并且使试样表面变形层加厚。机械操作适用于较硬的钢铁材料，可在砂轮机、砂带机或磨床上进行修整。砂轮机应使用专用砂轮，不能用于其他工具的磨削，否则砂轮侧面不平，粗磨后试样磨面也不平整。一般在砂轮圆周上修整外形，在砂轮侧面修整磨面。
注意：使用砂轮机粗模时，必须注意接触压力不可过大，试样需冷却，防止试样受热而引起组织变化
2.细磨
细磨即磨光，主要是消除试样表面的金属损伤层。
手工细磨时，在由粗到细的各号金相砂纸上进行。常用金相砂纸牌号为：240#、400#、600#、800#、1000#等。将砂纸平铺在玻璃板、金属板、塑料板或木板上，一手紧压砂纸，另一手平稳地拿住试样，将磨面轻压在砂纸上向前平推，然后提起、拉回，在拉回时试样不要与砂纸接触。不可来回磨削，否则磨面易成弧形，得不到平整的磨面。
手工细磨时应注意：每更换一号砂纸，需要将试样和双手洗净，并转90°与旧磨痕垂直磨制，转动的目的是看清上一道磨痕是否完全去掉，而且后利于去掉上一道砂纸磨制时产生的变形层，使磨面保持平整。磨光时施加的压力大小要合适。用力不宜过大，时间也不宜过长，以免试样表面氧化产生新的损伤层，给抛光带来困难。将磨光的试样，置于金相显微镜下观察，即呈现出一个方向的细痕。
除了手工细磨外，可以用金相试样磨抛机进行机械研磨。但过程中注意用水冷却，避免磨面过热。
