In der Werkstoffforschung bezeichnet der Begriff Komplex überwiegend Koordinationsverbindungen, bei denen ein zentrales Metallion von einer definierten Anzahl von Liganden umgeben ist. Diese Liganden stellen Elektronenpaare zur Verfügung und bilden koordinative Bindungen, wodurch sich klar definierte Strukturen mit charakteristischen elektronischen, optischen und magnetischen Eigenschaften ergeben.

Die Geometrie (z. B. oktaedrisch, tetraedrisch, quadratisch-planar), die Oxidationsstufe des Metalls und die elektronischen Eigenschaften der Liganden bestimmen maßgeblich Stabilität, Reaktivität und Funktion eines Komplexes. Beispiele sind Europium-Komplexe mit scharfen Lumineszenzbanden für optische Anwendungen, Platin-Komplexe in der Katalyse oder als Zytostatika, sowie Porphyrin-Komplexe als bioinspirierte Modelle für Häm- und Chlorophyll-Systeme.

In der Materialwissenschaft dienen Metallkomplexe als molekulare Bausteine für funktionale Materialien, etwa in organischen Leuchtdioden, Photokatalysatoren oder metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs). Polyelektrolytkomplexe und supramolekulare Stereo-Komplexe stellen darüber hinaus nicht-kovalent vernetzte Strukturen dar, deren Eigenschaften durch Ladungsdichte, Gegenionen und Lösungsmittelumgebung gesteuert werden.

Die gezielte Synthese und Charakterisierung von Komplexen erfordert präzise spektroskopische (UV/Vis, NMR, EPR), strukturelle (Röntgenkristallographie) und theoretische Methoden. Für die Entwicklung neuer Werkstoffe ist das Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Komplexen zentral, da kleine Änderungen in Ligandfeld, Koordinationszahl oder Symmetrie zu stark veränderten makroskopischen Materialeigenschaften führen können.