Kopplung bezeichnet in der Werkstofftechnik allgemein die wechselseitige Beeinflussung zweier oder mehrerer Freiheitsgrade oder Felder in einem System, etwa mechanisch–magnetisch, mechanisch–chemisch oder elektronisch–phononisch. Diese Kopplungen werden formal über gekoppelte Erhaltungs‑ und Konstitutionsgleichungen beschrieben und sind zentral für das Verständnis funktionaler Materialien.

Auf mikroskopischer Ebene umfasst Kopplung z. B. die Elektron‑Phonon‑Kopplung, welche elektrische Leitfähigkeit und Supraleitung bestimmt, oder die Austauschkopplung zwischen Spins, die für ferromagnetische Ordnung verantwortlich ist. Spin‑Bahn‑Kopplung koppelt den Spin an den Bahndrehimpuls der Elektronen und führt zu Phänomenen wie Magnetokristalliner Anisotropie oder Spin‑Orbit‑Torque.

Auf mesoskopischer und makroskopischer Ebene beschreibt man magnetoelastische, magnetostriktive, mechanochemische oder optomechanische Kopplung, bei denen mechanische Spannungen, chemische Reaktionen oder elektromagnetische Felder gegenseitig wechselwirken. In Kontinuumsmodellen werden solche Effekte häufig über gekoppelte Phasenfeldgleichungen oder Schub‑/Normalspannungs‑Kopplungen erfasst.

Im ingenieurtechnischen Sinn bezeichnet Kupplung zudem Bauteile zur Übertragung von Drehmoment, etwa Scheibenpaket‑Kupplungen. Hier steht die rein mechanische Kopplung zwischen Wellen im Vordergrund, deren Funktionsfähigkeit wiederum von Werkstoffeigenschaften wie Ermüdungsfestigkeit, Reibverhalten und Temperaturbeständigkeit abhängt.

Das präzise Modellieren von Kopplungen ist entscheidend für das Design multifunktionaler Werkstoffe (z. B. Aktoren, Sensoren, Energieumwandler) und erfordert konsistente thermodynamische Formulierungen, Validierung durch Experimente sowie Mehrskalen‑Simulationsansätze.