Verbrennung bezeichnet eine exotherme, meist radikalvermittelte Oxidationsreaktion, die durch eine Flammenfront oder ein Reaktionsvolumen charakterisiert ist. In der Werkstofftechnik ist sie sowohl thermische Energiequelle als auch gezielt eingesetztes Synthese- und Prozesswerkzeug.

Makroskopisch werden Deflagration (subsonische Flammenausbreitung, dominierte Wärme- und Stofftransportvorgänge) und Detonation (supersonische Reaktion mit Stoßwelle) unterschieden. Für technische Verbrennungsprozesse sind Deflagrationen typisch, etwa in Brennern oder Pulverflammen.

In der materialspezifischen Verbrennungstechnik sind Verbrennungsumgebungen (Temperatur, Druck, Sauerstoffpartialdruck, Strömung, Turbulenz) entscheidend, da sie Mikrostruktur, Phasenzusammensetzung und Defektstruktur der entstehenden Werkstoffe bestimmen. Beispiele sind Lösungsverbrennung (solution combustion synthesis) zur Herstellung feiner Oxidpulver und die Eisenpulververbrennung zur energetischen Nutzung und Regeneration metallischer Brennstoffe.

Mikrowelleninduzierte Verbrennung nutzt volumetrische, dielektrische Erwärmung, um Zünd- und Reaktionsbedingungen lokal zu kontrollieren. Dies ermöglicht niedrige Starttemperaturen, kurze Reaktionszeiten und oft feinere Mikrostrukturen als konventionelle Beheizung.

Verbrennung ist eng mit Hochtemperaturprozessen wie Kohlevergasungsbrennern verknüpft, in denen partielle Oxidation und Vergasung gekoppelt auftreten. Für die Werkstofftechnik sind neben Kinetik und Thermodynamik insbesondere Erosions-, Korrosions- und Schlackenbildungsprozesse an Wandwerkstoffen sowie die Stabilität refraktärer Materialien im Verbrennungsmedium von zentraler Bedeutung.