Streuung bezeichnet die Umlenkung und/oder Phasenänderung von Wellen oder Teilchen infolge ihrer Wechselwirkung mit Materie. In den Materialwissenschaften ist Streuung ein zentrales Werkzeug zur Aufklärung von Struktur, Defekten und Dynamik auf Längen- und Zeitskalen vom atomaren bis zum mesoskopischen Bereich.

Je nach verwendeter Strahlung unterscheidet man u. a. Röntgenstreuung, Neutronenstreuung und Lichtstreuung. Die elastische Streuung liefert Informationen über statische Strukturen (z. B. Gitterkonstanten, Korngrößen, Poren- und Partikelverteilungen), während inelastische Streuung Aufschluss über Anregungen wie Phononen, Magnonen oder Diffusionsprozesse gibt. Phononstreuung durch Neutronen ist beispielsweise ein etabliertes Mittel zur Bestimmung von Dispersionsrelationen in Kristallen.

Im Kleinwinkelbereich (Kleinwinkel-Röntgenstreuung, SAXS; Kleinwinkel-Neutronenstreuung, SANS; allgemein Kleinwinkelstreuung) werden Strukturen im Bereich von ca. 1–100 nm untersucht, etwa Porennetzwerke, Domänen, Nanopartikel oder Blockcopolymer-Morphologien. Anisotrope Streumuster erlauben Rückschlüsse auf Textur, Orientierung und Formanisotropie von Domänen oder Partikeln.

Defekte beeinflussen Streuprozesse wesentlich: Punktdefektstreuung, Versetzungs- und Korngrenzenstreuung modifizieren die Intensitätsverteilung im reziproken Raum und erlauben die Quantifizierung von Defektdichten, inneren Spannungen und Kurzordnungszuständen. In Transportphänomenen wird Streuung als Relaxationsmechanismus betrachtet (z. B. Phonon‑Phonon-, Phonon‑Elektron‑ und Phonon‑Defektstreuung), die Wärme- und elektrische Leitfähigkeit begrenzen.

Theoretisch wird Streuung häufig über Streuamplituden und Wirkungsquerschnitte beschrieben; Fourier-Transformationen verknüpfen die gemessene Intensität im reziproken Raum mit der realraumigen Struktur. Eine präzise Interpretation von Streudaten erfordert dabei sorgfältige Modellierung von Instrumentgeometrie, Mehrfachstreuung und Kohärenzeffekten.