碳酸盐岩的镜下观察至关重要。主要观察内容如下。
1）矿物成分：区分方解石与白云石常用茜素红S溶液在未加盖玻片的薄片上染色，方解石被染成深红色，白云石不染色。
2）结构、构造：碎屑结构要注意颗粒的数量、类型、分选性及磨圆度等，其中颗粒类型特别重要。首先要区分碎屑颗粒是盆内的还是陆源的，盆内的碎屑颗粒又分内碎屑、生物碎屑、鲕粒、球粒等。填隙物结构要注意区分亮晶胶结物与泥晶基质，以及其他成分的胶结物，胶结类型与砂岩类似，可分为基底式、孔隙式、接触式等。
3）成岩后生变化：如方解石重结晶，白云岩化与去白云岩化，膏化与去膏化等。
4）综合分析：注意颗粒与泥晶的比值，亮晶与泥晶的比值，有无结构退变和结构进变。特别注意残余结构的观察与识别，研究岩石的形成机理。分析颗粒形成和沉积的环境，成岩后生变化的环境和强度，储集性能的优劣等。同时可进行某些推论和探讨。