集束イオンビーム装置（FIB）と走査型電子顕微鏡（SEM）を複合させた装置を利用することによるシリアルセクショニング法は，材料の微細組織を三次元的に観察する手法の一つとして知られている。その手法での三次元観察のための理想的な装置形態である，FIBとSEMが直交に配置された装置を適用することで，従来装置より高い空間分解能および高いコントラストで高精度な三次元的材料組織観察を行うことをめざしている。ここでは，三次元的観察のための直交配置FIB-SEM装置を用いた手法の概念と実際の装置の特徴である多機能性と高い観察性能を紹介し，本装置を用いた応用観察の例を示したうえで今後の展開について検討する。