顯微維氏硬度計由于具有負荷小、靈敏度高等特點，廣泛地應用于生產和科研，對金屬材料的測定，同時也可對非金屬材料進行測定。不僅是工藝檢驗的手段，同時是金相組織研究和材料科學研究方面的手段。
1、用于工藝檢驗方面：
主要測定小件、薄件硬度，如軸尖、薄片等零件。也要測定鍍層、強化層等硬度。可用以研究加式硬化的影響，研究由于摩擦或磨損而引起的材料表面性質的變化等等。可檢驗氧化、氮化、滲炭、氰化等工藝處理的效果。
2、用于金相學和金屬物理學方面：
研究金屬結構，相的分辨以及晶體特性的測定。通過對壓痕形狀的觀察可以研究金屬各組成相的塑性和脆性。
3、用于材料科學方面：
研究新合成材料組成成分之特性。為研究新材料和合金提供條件，研究高溫或低溫下材料之特性。
4、對非金屬材料的測定：
如對玻璃、瑪瑙、磨料、礦物、陶瓷器以及其它一些脆性材料硬度的測定。這是其它硬度試驗法難以解決的測定項目。
使用顯微維氏硬度計時，一般常用負荷為25，50，100，200，300，500和1000克力，對于特殊細微的試件需選用更小負荷，如10和5克力，一些專用的超微小硬度計，其負荷可達到0.1克力，用于對特殊試件或定性鑒別測定。
試驗所選用的負荷要視試樣或鍍層的厚度與硬度范圍而定，在試樣厚度允許的范圍內盡量采用較大負荷，以便獲得較大尺寸的壓痕，從而減小測量的相對誤差。但對于過硬的物質，如硬質合金鋼、瑪瑙等高硬度材料不宜采用過大負荷，以免損壞壓頭。然而也不宜采用使所獲得壓痕之對角線小于10微米的負荷。特殊試樣和鍍層例外。壓痕過小，相對測量誤差大，而導致硬度示值的偏差就大。例如，若壓痕對角線的測量精度為±0.15微米，對于對角線為5微米的壓痕，其測量精度為±3%；而對于對角線為20微米的壓痕，其測量精度為±0.75%。選取試驗負荷時要針對材料硬度范圍而定。例如，對鋁試樣一般采用10克或20克負荷。相對應得出的壓痕對角線長約為30—32微米和40—45微米；對于銅試樣一般采用20克或50克負荷，相對應所得壓痕對角線分別為18—32微米和30—35微米。
在進行顯微硬度試驗時，需要指出的是，在負荷減小時，其所得壓痕對角線長度與負荷之比不是常數，即不符合相似定律。例如用鎳、銻、鐵、巖鹽分別以不同負荷進行試驗時，當負荷減小，即小于50克時，硬度值劇增，如圖5.6所示，也有一些利用其它材料而得到相反的結果，或者隨著負荷的增大硬度值增高，增到一定值以后，又緩慢下降。這些現象多發生在小于50克的負荷時，即5—50克的時。也有些人認為顯微硬度示值之間的關系，至今仍沒有得到一致的全面的解釋。通常是從壓痕對角線小于10微米開始變化。因為10微米相當于一般晶體斷層的平均距離。所以在測定材料硬度值時，要在試樣厚度允許的范圍內盡量使所得壓痕對角線大于10微米。
由于負荷減小時，其所得壓痕對角線長度與負荷比不是常數，所以在測定硬度值時一定得明確表明所得硬度值的負荷，以便于進行有效地比較。例如HV0.1480，即表示是以100克負荷所測得的維氏顯微硬度值為480。
顯微硬度雖不像溫度、熱量那樣是物理量，但是，這一反塑性變形的特性與物質晶柵的能量和晶體結構有明顯的關系，有些試驗結果表明硬度值隨著原子序數的變化而呈周期性的變化。
進行顯微硬度試驗時，試樣的表面應光滑清潔、無油垢污物，試樣表面應進行研磨拋光，，其表面光潔度不宜低于▽12。試件或鍍層應有相應的厚度。試驗后，試件背后不應有變形的痕跡，其厚度一般應不小于壓痕深度的10倍。對于特小試件，應將其鑲嵌在塑料或其它較軟材料上，但鑲嵌材料應有足夠的強度，使其在試驗時不產生位移。如果不是測定表面鍍層或氧化層、滲炭層等的硬度時，則應將其除掉。對于天然巖石和礦物的碎裂面，金屬的斷裂面（要防止氧化）或是機械拋光之后在真空中或惰性氣體中退火的金屬表面，其光潔度達▽12的可直接測定。試件要有足夠的試面，其面積直徑應不小于5倍的壓痕對角線。
