Zuverlässigkeit bezeichnet in den Ingenieurwissenschaften die Wahrscheinlichkeit, dass ein Werkstoff, Bauteil oder System seine spezifizierten Funktionen unter definierten Einsatzbedingungen über einen vorgegebenen Zeitraum ohne Ausfall erfüllt. Sie ist damit eine strikt probabilistische Größe und unterscheidet sich von Sicherheitsbegriffen, die häufig deterministischer gefasst sind.

In der Werkstofftechnik basiert Zuverlässigkeit auf dem Zusammenspiel von Werkstoffverhalten, Fertigungsqualität, Umgebungsbedingungen und Belastungskollektiven. Versagensmechanismen wie Ermüdung, Kriechen, Korrosion, Diffusions- und Alterungsprozesse müssen quantitativ erfasst und in Lebensdauermodelle überführt werden. Typische Kenngrößen sind Ausfallraten, Weibull-Parameter, Mean Time To Failure (MTTF) und B10-Lebensdauer.

Die Analyse erfolgt über statistische Versuchsplanung, beschleunigte Lebensdauerversuche (z. B. thermische und Feuchte-Lastwechsel, mechanische Zyklierung) und Zuverlässigkeitsmodelle wie Arrhenius-, Coffin-Manson- oder Paris-Gesetze. Für elektronische Baugruppen ist etwa die Lötverbindungszuverlässigkeit kritisch, während in Strukturbauteilen Rissinitiierung und -ausbreitung dominieren.

Werkstoffzuverlässigkeit ist eng verbunden mit Werkstoffsicherheit: Während Sicherheit sicherheitsrelevante Grenzzustände adressiert, beschreibt Zuverlässigkeit die gesamte Streuung von Festigkeit, Belastung und Herstellungsfehlern. Moderne Ansätze wie probabilistisches Design, Zustandsüberwachung (Structural Health Monitoring) und digitale Zwillinge zielen darauf ab, Zuverlässigkeit über den gesamten Lebenszyklus vorhersagbar und beherrschbar zu machen.