Elektrische Spannung (Einheit: Volt, V) ist die potenzielle Energie pro Ladungseinheit zwischen zwei Punkten eines elektrischen Feldes. Sie beschreibt die treibende Kraft für den Transport von Ladungsträgern (Elektronen, Ionen) in leitenden, halbleitenden oder dielektrischen Werkstoffen. Formal ist Spannung die Differenz der elektrischen Potentiale und wird über Linien- oder Flächenintegrale des elektrischen Feldes definiert.

In der Werkstofftechnik ist Spannung zentral für Leitfähigkeitsmessungen, Versagensanalysen unter elektrischer Beanspruchung und das Design funktionaler Materialien. In Metallen bestimmt sie in Kombination mit dem Widerstand den Stromfluss (Ohmsches Gesetz), in Halbleitern steuert sie Bandbiegung, Injektionsströme und Grenzflächenprozesse.

Leerlaufspannung bezeichnet die Spannung einer Quelle ohne äußere Belastung; in Photovoltaiksystemen ist dies die Leerlaufspannung Voc, die eng mit Bandlücke, Rekombination und Kontaktqualität verknüpft ist. Die Beschleunigungsspannung ist in Elektronen- und Ionenoptik maßgeblich: Sie bestimmt die kinetische Energie der Teilchen und damit Eindringtiefe, Wechselwirkungsvolumen und Auflösung (z.B. REM, TEM, Ionenimplan­tation).

Induzierte Spannung entsteht durch zeitlich veränderliche magnetische Felder oder mechanische Verformung in magneto- oder piezoelektrischen Werkstoffen. Sie ist Grundlage für Sensoren, Aktoren und Energieernte-Systeme. In dielektrischen Isolatoren definiert die anliegende Spannung zusammen mit der Geometrie die Feldstärke und damit Durchschlagsfestigkeit, Teilentladungsneigung und Alterungsmechanismen.

Für eine belastbare werkstoffwissenschaftliche Bewertung müssen Spannungen stets mit der Geometrie, den elektrischen Randbedingungen und der Temperatur gekoppelt betrachtet werden, da diese die lokalen Feldverteilungen und damit die relevanten Schädigungs- und Funktionsmechanismen bestimmen.