Kompensation bezeichnet in der Werkstoffwissenschaft allgemein Prozesse, bei denen störende oder unerwünschte Effekte durch gegenläufige Beiträge ausgeglichen werden. Der Begriff ist konzeptionell und umfasst verschiedene physikalische Mechanismen, etwa elektrische, chemische oder optische Kompensation.

Ein zentrales Beispiel ist die Ladungskompensation in Halbleitern und Oxiden. Hier werden Defekte oder Dotierstoffe unterschiedlicher Ladung so kombiniert, dass die Nettoladung oder die freie Ladungsträgerkonzentration gezielt eingestellt wird. Akzeptor- und Donatordotierung können sich teilweise kompensieren, was die effektive Leitfähigkeit, die Fermi-Niveau-Lage und damit die elektronischen Eigenschaften bestimmt. In ionischen Festkörpern erfolgt Ladungskompensation häufig über Punktdefekte (z. B. Sauerstoffleerstellen), die durch Heterovalentdotierung erzeugt bzw. ausgeglichen werden.

Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall ist die Dispersionskompensation in optischen Materialien und Wellenleitern. Hier wird die frequenzabhängige Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht, die zu Pulsverbreiterung führt, durch geeignete Materialauswahl, Schichtdesigns oder strukturierte Wellenleiter so gestaltet, dass die Gesamtdispersion minimiert oder gezielt eingestellt wird. Dies ist essenziell für faseroptische Kommunikation und ultrakurze Laserpulse.

Allgemein dient Kompensation der Stabilisierung von Werkstoffeigenschaften (z. B. chemische Stabilität, elektrische Neutralität) und der Feinabstimmung funktionaler Parameter. Für das Werkstoffdesign ist es daher entscheidend, Kompensationsmechanismen quantitativ zu verstehen, um gewünschte Eigenschaften ohne unerwartete Gegen- oder Nebeneffekte zu realisieren.