Toleranzen bezeichnen zulässige Abweichungen geometrischer, mechanischer oder stofflicher Kenngrößen von einem Nennwert, ohne dass die Funktion eines Bauteils oder Systems unzulässig beeinträchtigt wird. Sie sind eine zentrale Schnittstelle zwischen Werkstoffauswahl, Bauteilauslegung und Fertigungstechnik.

Im geometrischen Kontext definieren Fertigungs- und Formtoleranzen z. B. zulässige Streuungen von Maßen, Form- und Lagetreuheit. Sie berücksichtigen realistische Prozessstreuungen und begrenzen Funktionsrisiken wie Passungsversagen, überhöhte Kontaktspannungen oder Montageprobleme. Werkstoffkennwerte (z. B. Zugfestigkeit, Härte, Leitfähigkeit) werden ebenfalls mit Toleranzbändern spezifiziert, um die Streuung infolge Mikrostrukturvariationen, Verunreinigungen oder Wärmebehandlung abzubilden.

Erweiterte Konzepte wie Schadens- und Defekttoleranz beschreiben die Fähigkeit eines Werkstoffs oder Bauteils, vorhandene Fehler (Risse, Poren, Einschlüsse) ohne spontanes Versagen zu ertragen. Hier knüpfen bruchmechanische Kenngrößen (z. B. K_IC) an, die die zulässige Fehlertoleranz in Abhängigkeit von Lastkollektiven definieren. Analog charakterisiert Verunreinigungstoleranz die maximale tolerierbare Konzentration von Fremdphasen, ohne kritische Degradation von Eigenschaften.

Toleranzmanagement umfasst die systematische Zuordnung und Optimierung aller relevanten Toleranzen im Produktlebenszyklus. Ziel ist ein robustes, zugleich wirtschaftliches Design, das Sicherheit, Zuverlässigkeit und Fertigbarkeit sicherstellt, indem Wechselwirkungen zwischen Konstruktions-, Prozess- und Werkstofftoleranzen quantitativ berücksichtigt werden.