Zirkularität beschreibt im werkstoffwissenschaftlichen Kontext den Grad, zu dem Materialien, Komponenten und Produkte in technisch und wirtschaftlich tragfähigen Kreisläufen geführt werden, anstatt als Abfall aus dem System auszuscheiden. Sie ergänzt klassische Kennwerte wie Festigkeit oder Lebensdauer um eine systemische Perspektive über den gesamten Lebenszyklus.

Im Zentrum steht der Materialkreislauf: Rohstoffgewinnung, Herstellung, Nutzungsphase, Wiederverwendung, Remanufacturing, Recycling und gegebenenfalls energetische Verwertung. Zirkularität bewertet, wie stark Primärrohstoffe durch Sekundärrohstoffe ersetzt werden können, wie lange Materialien funktionserhaltend im Umlauf bleiben und wie gering Qualitätsverluste („Downcycling“) ausfallen.

Zur Quantifizierung dienen Zirkularitätsindikatoren, z. B. Materialzirkularitätskennzahlen, die Anteile recycelter bzw. rezyklierbarer Masse, die Zyklenzahl oder die zirkuläre Nutzungsdauer erfassen. Diese Indikatoren sind essenziell für die Bewertung zirkulärer Materialien, die Auslegung von Legierungen und Verbunden mit hoher Rezyklierbarkeit sowie für das Circularity Engineering, also die systematische Gestaltung von Produkten und Prozessen für geschlossene Kreisläufe.

Werkstoffwissenschaftliche Forschung adressiert unter anderem: sortenreine Trennbarkeit von Verbundsystemen, Stabilität von Eigenschaften über multiple Recyclingzyklen, Degradation kritischer Elemente sowie die Entwicklung von Werkstoffen, deren Funktionalität mit etablierten Recyclingrouten kompatibel ist. Zirkularität wird damit zu einem eigenständigen Qualitätskriterium, das mikrostrukturelle Werkstoffentwicklung mit makroökonomischen Stoffstromanalysen verknüpft.