Unter Zusammensetzung (Composition) eines Werkstoffs versteht man die qualitative und quantitative Verteilung der chemischen Elemente bzw. Verbindungen, aus denen das Material besteht. Sie wird typischerweise als chemische oder elementare Zusammensetzung angegeben, etwa in Masse- oder Atomprozent (z.B. Chromgehalt, Natriumgehalt, Stickstoffgehalt).

Für metallische Werkstoffe beschreibt die chemische Zusammensetzung die Legierungselemente und deren Gehalte. Stöchiometrische Zusammensetzungen (z.B. bei intermetallischen Phasen oder Keramiken) folgen idealen Atomverhältnissen, während technische Werkstoffe häufig nicht-stöchiometrisch sind und gezielt Toleranzen und Spurenelemente enthalten. Der Metallvolumenanteil ist insbesondere bei Verbundwerkstoffen und Sinterverbunden eine zentrale Kenngröße.

Die Zusammensetzung bestimmt entscheidend Phasenbestand, Mikrostruktur, Diffusionsverhalten und damit mechanische, chemische und physikalische Eigenschaften wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Leitfähigkeit. Schon geringe Zusammensetzungsänderungen, etwa im Chrom- oder Stickstoffgehalt hochlegierter Stähle, können Passivschichtbildung, Ausscheidungskinetik und Versprödungsneigung maßgeblich beeinflussen.

Zusammensetzungsoptimierung ist ein zentraler Schritt in der Werkstoffentwicklung. Sie umfasst die gezielte Variation von Legierungs- bzw. Elementgehalten unter Berücksichtigung thermodynamischer und kinetischer Modelle (z.B. CALPHAD) und wird durch moderne Analytik (z.B. OES, ICP, WDX/EDX) und Hochdurchsatzmethoden unterstützt. Eine präzise Kontrolle der chemischen Zusammensetzung über die Prozesskette hinweg ist Voraussetzung für reproduzierbare Eigenschaften und Zulassung in sicherheitskritischen Anwendungen.