金属结晶时，每个晶粒都是由一个晶核长大而成的，因此晶粒的大小取决于晶核的数目和晶粒长大速度的相对大小。晶核的数目用形核率表示。形核率越大，单位体积中晶核的数目越多，晶粒越细小。长大速度越小，长大过程中形成的晶核批次越多，晶核数目越多，因而晶粒越细小。反之，形核率越小而长大速度越大，则晶粒越粗大。因此晶粒度的大小取决于形核率N和长大速率G之比，比值芸N/G越大，晶粒越细小。
表示晶粒大小的尺度叫晶粒度，常用单位体积（或单位面积）内的晶粒数目或晶粒的平均线长度（或直径）表示。工业生产上采用晶粒度等级来表示晶粒大小。标准晶粒度共分12级，1～4级为粗晶粒，5～8级为细晶粒，9～12级为超细晶粒度。
一般情况下，本质细晶粒钢的晶粒长大倾向小，正常热处理后获得细小的实际晶粒，淬火温度范围较宽，生产上容易掌握，优质碳素钢和合金钢都是本质细晶粒钢。本质粗晶粒钢的晶粒长大倾向大，在生产中必须严格控制加热温度。以防过热晶粒粗化。值得注意的是加热温度超过930℃。本质细晶粒钢也可能得到很粗大的奥氏体晶粒。甚至比同温度下本质粗晶粒钢的晶粒还粗。
金属粒度的形成机制
金属粒度的大小与材料的加工工艺有关，常见的金属粒度定义是指材料的凝固组织。金属材料的粒度主要受到以下影响因素的制约：晶核数量，生长速率、晶核分散度、过热度、凝固等因素。熔体的过热度越大，晶核密度就会越大，引起质点的生长速率越快，晶粒就越小，反之大。晶核密度越小，晶粒越大。同时加工工艺中的温度、应力状态、变形方式等也会影响晶粒的大小。
如何测试金属粒度
金属粒度的测试通常采用金相组织观察法。将经过打磨、抛光等处理的样品，经过酸蚀处理，使金属表面形成差异明显、易于观察晶粒的图像。通过显微镜观察晶粒的大小、形态、分布等，根据不同的标准进行分类。
金属颗粒度检测主要通过观察金属颗粒的形状、大小及分布情况来进行。常用的检测方法有光学显微镜法、扫描电子显微镜法、透射电子显微镜法等。这些方法可以观察到金属颗粒的形貌和大小，并可对颗粒分布情况进行统计分析。
金属粒度对材料性能的影响
粗大的晶粒在同等应力作用下发生捏合变形后，产生的变形能比细晶的变形能大，同等变形能在粗晶中的变形应力也较细晶较小，因此，可以在较小的比变形下达到使金属的可塑性、延展性、韧性等性能提高的效果。因此，当需要强韧、高韧性时，通常要求晶粒细小；而当需要高强度时，更希望晶粒粗壮。此外，金属晶粒越大，金属材料易于产生裂纹及变形后回弹现象，降低了材料的抗疲劳性，使温度切变、蠕变等引起高应力下失效的结果加重。
金属晶粒度检测方法标准
GB/T 6394—2017《金属平均晶粒度测定方法》
GB/T 24177 2009《重晶粒度表征与测定方法》
ASTM E1181—2002《表双重晶粒度的标准测定方法》
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