Der Begriff Struktur-Eigenschafts-Beziehung beschreibt den funktionalen Zusammenhang zwischen der inneren Struktur eines Werkstoffs und seinen resultierenden Eigenschaften. Struktur wird dabei hierarchisch verstanden, von atomarer und molekularer Ordnung (Gittertyp, Bindungszustand), über Defekte (Versetzungen, Leerstellen, Korngrenzen) bis hin zu Mikro- und Mesostrukturen (Phasenverteilung, Textur, Porosität) sowie gegebenenfalls der makroskopischen Geometrie.

Eigenschaften umfassen mechanische (Festigkeit, Zähigkeit, Kriechverhalten), physikalische (elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, magnetische Eigenschaften) und chemische Größen (Korrosionsbeständigkeit, Diffusionskoeffizienten). Struktur-Eigenschafts-Beziehungen quantifizieren, wie spezifische strukturelle Merkmale diese Eigenschaften bestimmen, etwa die Hall-Petch-Beziehung für die Korngrößenabhängigkeit der Fließspannung oder die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von Versetzungs- und Korngrenzendichte.

Im weiter gefassten Konzept der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen bilden Struktur-Eigenschafts-Korrelationen die zentrale Mittelschicht: Herstell- und Verarbeitungsprozesse definieren die Struktur, die Struktur wiederum bestimmt die Eigenschaften. Das Verständnis und die modellgestützte Beschreibung dieser Zusammenhänge sind grundlegend für werkstoffisches Design, Optimierung von Wärmebehandlungen, Additive Fertigung und die Entwicklung von Werkstoffmodellen in der numerischen Simulation (z.B. mikromechanische oder homogenisierte Ansätze).

Aktuelle Forschung fokussiert auf datengetriebene und multiskalige Ansätze, um komplexe, oft nichtlineare Struktur-Eigenschaftsbeziehungen über Längen- und Zeitskalen hinweg konsistent zu erfassen und für ein rationales, vorhersagendes Werkstoff- und Prozessdesign nutzbar zu machen.