Fahrzeuge sind komplexe technische Systeme zur Personen- und Güterbeförderung, deren Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Lebensdauer maßgeblich von der Wahl und Auslegung der eingesetzten Werkstoffe abhängen. Im weiteren Sinne umfasst der Begriff Straßen-, Schienen-, Luft- und Wasserfahrzeuge; dazu zählen auch spezialisierte Systeme wie Parkeisenbahnen im Nahverkehrs- oder Freizeitbereich.

Aus werkstofftechnischer Sicht gliedert sich ein Fahrzeug in funktionale Subsysteme: Struktur (Rahmen, Karosserie, Wagenkasten), Antrieb (Motor, Getriebe, elektrische Maschinen), Fahrwerk (Radsätze, Achsen, Feder‑Dämpfer‑Systeme) und Sicherheits- und Komfortelemente. Jede dieser Baugruppen stellt unterschiedliche Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit, Dichte, Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit sowie an die Temperatur- und Medienbeständigkeit.

Leichtmetalllegierungen, hochfeste Stähle, Faserverbundwerkstoffe und polymere Werkstoffe werden gezielt kombiniert, um das Verhältnis von Masse zu Tragfähigkeit zu optimieren und Energieeffizienz zu steigern. Bei Schienenfahrzeugen – einschließlich leichter Parkeisenbahnen – stehen zusätzlich Rollkontaktermüdung, Verschleiß und Kontaktkorrosion zwischen Rad und Schiene im Fokus. Die Auslegung der Werkstoffe erfolgt hier unter zyklischer Belastung, Stoßbeanspruchung und häufig wechselnden Umweltbedingungen.

Aktuelle Forschung adressiert u. a. multimateriale Leichtbaustrukturen, funktionsintegrierte Werkstoffe, crashoptimierte Energieabsorber sowie Recycling- und Lebenszyklusaspekte. Damit sind Fahrzeuge ein zentrales Anwendungsfeld für die Entwicklung neuer Konstruktions- und Funktionswerkstoffe sowie für fortgeschrittene Methoden der Werkstoffcharakterisierung und -modellierung.