馬氏體和奧氏體在三維組織形態上有所不同。馬氏體通常呈現片狀或板條狀的形態，而奧氏體則由等軸狀的多邊形晶粒組成，并且晶粒內含有孿晶。在加熱轉變即將結束時，奧氏體晶粒相對較小，且晶粒邊界呈不規則的弧形。

此外，馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體，并且具有體心正方結構；而奧氏體則具有面心立方結構。由于馬氏體密度較奧氏體低，因此在轉變后會出現體積膨脹的現象。相對于體積改變帶來的影響，我們需要更加關注由此引起的切應力和拉應力的問題。

值得一提的是，在912℃以下，純鐵具有體心立方晶格。碳在α-Fe中的間隙固溶體被稱為鐵素體，通常以符號F表示。與奧氏體相比，奧氏體具有較好的塑性和適度的韌性，并且不具備鐵磁性。由于奧氏體具有面心立方結構，八面體間隙較大，可以容納更多的碳元素。