Der Begriff Referenz bezeichnet in den Materialwissenschaften einen normgebenden Vergleichsmaßstab, der zur Sicherstellung von Rückführbarkeit, Genauigkeit und Vergleichbarkeit experimenteller Daten dient. Man unterscheidet konzeptionelle Referenzen (z.B. Referenzmethoden, Referenzwerte) und physische Referenzmaterialien, die definierte stoffliche Eigenschaften aufweisen.

Referenzmaterialien (RM) sind Materialien mit hinreichend homogener und stabiler Eigenschaft oder Zusammensetzung, die zur Kalibrierung von Messgeräten, zur Validierung von Methoden oder zur Qualitätskontrolle genutzt werden. Zertifizierte Referenzmaterialien (CRM) sind RM, deren relevante Eigenschaften mit metrologisch validierten Verfahren bestimmt und mit einer quantifizierten Messunsicherheit sowie formaler Rückführbarkeit auf das SI-System angegeben werden.

Spezialisierte Varianten umfassen z.B. Matrixreferenzmaterialien (chemische Zusammensetzung in realistischen Matrizen wie Stählen, Polymeren oder Sedimenten), Platin‑Isotopen‑Referenzmaterialien (Isotopenverhältnisse zur hochpräzisen Geochemie und Datierung), marine Referenzmaterialien (Spurenstoff- und Nährstoffgehalte in Meerwasser oder Biota) sowie Polymer‑ und Gelatine‑basierte Referenzmaterialien (z.B. für mechanische oder optische Prüfungen von Polymeren und Biowerkstoffen).

Referenzen im weiteren Sinn umfassen zudem normativ festgelegte Standardwerte, Standardreferenzmaterialien nationaler Metrologieinstitute sowie anerkannte Referenzmethoden ("Grundwahrheit" im methodischen Sinne). Für reproduzierbare Werkstoffcharakterisierung ist eine konsistente Verwendung solcher Referenzen – inklusive Dokumentation von Charge, Zertifikat, Unsicherheiten und Stabilitätsangaben – eine zentrale Voraussetzung für interlaboratorische Vergleichbarkeit und langfristige Datenintegrität.