Unter Werkstoffverhalten versteht man die Gesamtheit der Antwort eines Werkstoffs auf äußere Felder und Belastungen, typischerweise mechanische, thermische, chemische, elektrische oder magnetische Einwirkungen. Im Fokus stehen hierbei konstitutive Beziehungen, welche Spannungen, Dehnungen, Temperatur und gegebenenfalls innere Zustandsgrößen verknüpfen.

Das mechanische Verhalten umfasst unter anderem elastische, plastische, viskose, viskoelastische und anelastische Anteile. Es beschreibt, wie ein Werkstoff unter Zug, Druck, Biegung oder Scherung reagiert, einschließlich Phänomenen wie Fließen, Verfestigung, Schädigung und Versagen. Temperaturabhängiges Verhalten berücksichtigt die Änderung dieser Eigenschaften mit der Temperatur, z. B. durch thermisch aktivierte Versetzungsbewegung oder Phasenumwandlungen.

Thermo- bzw. thermo-hygromechanisches Verhalten beschreibt das gekoppelte Antwortverhalten auf Temperatur- und Feuchtefelder zusammen mit mechanischer Beanspruchung. Hier treten Wechselwirkungen wie thermische Ausdehnung, Feuchteinduzierte Quellung und diffusionsgesteuerte Spannungsrelaxation auf.

Spezielle Verhaltensklassen wie auxetisches Verhalten (negative Querkontraktionszahl) oder nichtlokales Verhalten (Antwort hängt nicht nur vom lokalen, sondern vom umgebenden Feldzustand ab) erfordern erweiterte Modellansätze. Auf kleinsten Skalen rückt das Nanopartikelverhalten in den Vordergrund, bei dem Oberflächen- und Grenzflächeneffekte dominieren. Moderne Modellierung nutzt darüber hinaus neuronales Verhalten in Form datengetriebener, z. B. neuronaler, Materialgesetze, um komplexes oder schwer zugängliches Werkstoffverhalten abzubilden.