Chiralität bezeichnet in der Werkstoffwissenschaft das Fehlen einer Symmetrieebene oder Inversionssymmetrie, sodass eine Struktur nicht mit ihrem Spiegelbild zur Deckung gebracht werden kann. Chirale Strukturen treten auf verschiedenen Skalen auf, von atomaren Konfigurationen über Kristallgitter bis zu mesoskopischen Architekturen in Metamaterialien und Faserverbunden.

Auf atomarer Ebene ist Chiralität insbesondere aus der organischen Chemie bekannt, spielt jedoch auch in anorganischen und hybriden Funktionswerkstoffen eine Rolle, z. B. bei chiralen Liganden in Katalysatoren oder bei enantioselektiver Adsorption an Oberflächen. Strukturelle Chiralität im engeren werkstofftechnischen Sinn bezieht sich hingegen auf die Anordnung von Bauelementen im Gitter oder in einer Architekturgeometrie, etwa helikale Verstärkungsfasern oder spiralförmige Mikrostrukturen in Metamaterialien.

In der Kristallographie sind nur Raumgruppen ohne Inversionszentrum oder Spiegelebene chirale Raumgruppen; diese ermöglichen optische Aktivität, zirkulären Dichroismus und nichtlineare optische Effekte. Auf mesoskopischer Ebene führen chirale Architekturen zu ungewöhnlichen mechanischen Eigenschaften wie negativer Schubmodul-Kopplung, richtungsabhängiger Biegesteifigkeit oder nichtklassischem Torsionsverhalten.

Für das ingenieurwissenschaftliche Design ist entscheidend, dass Chiralität gezielt eingestellt werden kann: durch kontrollierte Synthese (z. B. enantiomerenreine Kristallisation), durch additive Fertigung chiraler Gitter oder durch texturierte Umformprozesse. Anwendungen reichen von optischen Polarisatoren und Spintronik-Bauelementen über asymmetrische Katalyse bis hin zu mechanischen Metamaterialien mit programmierter Anisotropie.