Spektrometrie bezeichnet eine Klasse analytischer Methoden, bei denen die Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung oder von Teilchenstrahlen mit Materie zur Bestimmung der Zusammensetzung und Struktur von Werkstoffen genutzt wird. Im Fokus stehen dabei die spektrale Auflösung nach Masse, Energie oder Wellenlänge sowie die quantitative Auswertung der dabei erzeugten Signale.

Für die Werkstoffanalyse sind insbesondere massen- und optische Spektrometrieansätze relevant. Die Massenspektrometrie koppelt eine Ionisationsquelle mit einem Analysator (z. B. Quadrupol, Flugzeit, Sektorfeld), um Ionen nach ihrem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis (m/z) zu trennen. Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) nutzt ein Argonplasma zur Atomisierung und Ionisation; sie ermöglicht Spuren- und Ultraspurenanalytik von Legierungselementen, Verunreinigungen und Kontaminanten. Varianten wie Einzelzell-ICP-MS erweitern dies auf nanoskalige und biologische Systeme, während LA-ICP-MS (Laserablation) ortsaufgelöste elementare Kartierungen von Phasen und Grenzflächen in Festkörpern erlaubt.

Spezialisierte Verfahren wie Glimmentladungs-Massenspektrometrie und Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) dienen der tiefenaufgelösten Schicht- und Grenzflächenanalyse, etwa bei dünnen Schichten, Diffusionszonen und Oxidschichten. Hochauflösende Massenspektrometrie reduziert isobare Überlagerungen und verbessert die Nachweisgrenzen komplexer Legierungssysteme.

Spektrometrische Methoden sind für Qualitätskontrolle, Schadensanalyse, Korrosionsforschung und die Entwicklung neuartiger Funktionswerkstoffe zentral. Die Wahl der konkreten Spektrometrie hängt von Matrix, Konzentrationsbereich, notwendiger Orts- und Tiefenauflösung sowie den geforderten Nachweisgrenzen ab.