Die Analytik ist ein elementarer Bestandteil zur Überprüfung von mikroelektronischen Systemen. Sie wird zur Qualitätskontrolle, Fehleranalyse, Materialcharakterisierung, Prozessoptimierung und Zuverlässigkeitsbewertung eingesetzt. Für eine zerstörungsfreien Analytik ohne vorherige Probenpräparation werden Licht-, Röntgen- und Niedervakuumrasterelektronenmikroskope genutzt. Für dreidimensionale Volumenuntersuchungen kommt die Micro-Röntgen-Computertomographie (Micro-XCT) zum Einsatz. Eine hochauflösende Analyse ist durch die Anfertigung von Querschliffen möglich, die mit Hilfe von Licht- und Rasterelektronenmikroskopen (im Hochvakuum) begutachtet werden. Für eine Zielpräparation im Mikrometerbereich kann zudem die Ionenfeinstrahltechnik (focused ion beam = FIB) eingesetzt werden. Zur Bestimmung der in der Probe enthaltenen Elemente wird die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) genutzt.