[1][2] El alcance del término es a veces distinto; algunas definiciones limitan el uso del término a las técnicas que estudian la estructura microscópica y las propiedades de los materiales,[2] mientras que otras usan el término para referirse a cualquier proceso de análisis de materiales, incluyendo técnicas macroscópicas tales como pruebas de materiales, análisis térmico y cálculo de densidad.
Aunque muchas técnicas de caracterización se han practicado por siglos, tales como la microscopía óptica básica, constantemente emergen nuevas técnicas y metodologías.
En particular la invención del microscopio electrónico y la Secondary-ion mass spectrometry (SIMS) en el siglo XX han revolucionado el campo, ayudándole a la imagen y análisis de estructuras y composiciones a escalas mucho más pequeñas de lo que antes era posible, llevando a un incremento importante en el nivel de comprensión en porqué distintos materiales muestran distintas propiedades y comportamientos.
[4] Más recientemente, el microscopio de fuerza atómica ha incrementado aún más la resolución máxima posible para el análisis de ciertas muestras en los últimos 30 años.
[5] Existen para ello distintas técnicas de caracterización, de acuerdo al interés que despierte dicho material.