Leitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, elektrische Ladung oder Wärme zu transportieren. In der Werkstofftechnik sind insbesondere die elektrische Leitfähigkeit (σ) und die Wärmeleitfähigkeit (λ oder κ) von zentraler Bedeutung; daneben spielen ionische und protonische Leitfähigkeit in Elektrolyten und funktionalen Festkörpern eine wichtige Rolle.

Elektrische Leitfähigkeit charakterisiert den Stromfluss unter einem elektrischen Feld. Sie wird durch Ladungsträgerdichte und -beweglichkeit bestimmt und hängt stark von der elektronischen Struktur ab. Metalle zeigen hohe Leitfähigkeiten aufgrund delokalisierter Elektronen, Halbleiter erlauben gezielte Einstellung über Dotierung, während Isolatoren nur vernachlässigbare Leitfähigkeiten besitzen. Neben der Gleichstromleitfähigkeit (DC) ist die frequenzabhängige Wechselstromleitfähigkeit (AC) für die Beschreibung von Relaxations- und Polarisationsprozessen relevant.

Ionen- und Protonenleitfähigkeit basieren auf der Bewegung geladener Atome oder Ionen durch Festkörper oder Flüssigkeiten. In Festelektrolyten, Batteriematerialien und Protonenleitern (z.B. in Brennstoffzellen-Membranen) werden gezielt hohe ionische bzw. protonische Leitfähigkeiten bei gleichzeitig niedriger elektronischer Leitfähigkeit angestrebt.

Wärmeleitfähigkeit beschreibt den Energietransport infolge eines Temperaturgradienten. In Metallen dominiert der Beitrag der Elektronen, in Nichtmetallen die Gitterwärmeleitfähigkeit, vermittelt durch Phononen. Gitterdefekte, Korngrenzen und Phasenübergänge streuen Phononen und senken die Leitfähigkeit, was z.B. für Thermoelektrika gezielt genutzt wird.

Die Kopplung elektrischer und thermischer Transporteigenschaften (z.B. Wiedemann-Franz-Gesetz) ist für das Design funktionaler Werkstoffe, etwa für Leistungselektronik, Energiespeicher und -wandler, von zentraler Bedeutung.