In der Werkstofftechnik bezeichnet der Begriff Substrat den festen Träger, auf dem Schichten, Beschichtungen oder funktionale Strukturen (z.B. Dünnschichten, Leiterbahnen, Katalysatorschichten) aufgebracht werden. Das Substrat bestimmt maßgeblich mechanische Integrität, Wärmehaushalt, elektrische Eigenschaften sowie die Langzeitstabilität des Gesamtsystems.

Wesentliche Anforderungen an Substrate sind kontrollierte Oberflächentopographie, chemische Stabilität, definierte Benetzbarkeit und eine ausreichende Adhäsion zur aufgebrachten Schicht. Darüber hinaus ist die thermische und mechanische Kompatibilität zwischen Substrat und Schicht entscheidend, insbesondere die Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zur Minimierung von Eigenspannungen und Rissbildung.

Typische metallische Substrate sind Titan‑, Stahl‑, Aluminium‑ und Kupfersubstrate, die z.B. in Korrosionsschutzsystemen, Elektroden, Leistungselektronik oder biomedizinischen Implantaten eingesetzt werden. Keramische Substrate (z.B. Al₂O₃, AlN) bieten hohe Temperaturbeständigkeit und elektrische Isolation, während oxidische Substrate oft für epitaktisches Wachstum funktionaler Oxidschichten genutzt werden. Polyimidsubstrate und andere polymere, teils flexible Substrate erlauben flexible Elektronik und großflächige, mechanisch biegbare Systeme.

Die Substrattechnik umfasst die Auswahl des Substratwerkstoffs, die Vorbehandlung (Reinigung, Aktivierung, Rauigkeitsanpassung) sowie prozessspezifische Anpassungen für CVD, PVD, Galvanik, Sol‑Gel‑ und Druckprozesse. Die gezielte Kopplung von Substrat- und Schichteigenschaften ist ein zentrales Designelement moderner Funktionswerkstoffe und Bauelemente.