Desorption bezeichnet den Übergang von Atomen, Molekülen oder Ionen von einer Oberfläche oder Grenzfläche in eine Gas-, Flüssig- oder Volumenphase. In der Werkstoffkunde ist sie zentral für das Verständnis von Oberflächenchemie, Adsorbatstabilität, Korrosion, Diffusion von Wasserstoff sowie der Wechselwirkung von Werkstoffen mit ihrer Umgebung.

Physikalische Desorption beruht überwiegend auf schwachen van-der-Waals-Kräften (Physisorption). Sie ist meist reversibel und wird durch Temperaturerhöhung oder Druckerniedrigung ausgelöst. Chemische Desorption (aus chemisorbierten Zuständen) erfordert das Überwinden stärkerer Bindungen, typischerweise durch thermische Aktivierung oder Reaktionen, z. B. Rekombinationsdesorption von Wasserstoff als H₂.

Die Desorptionsrate r wird häufig mittels Arrhenius-Gleichung beschrieben und hängt von der Bedeckung, der Bindungsenergie und der Temperatur ab. Dies bildet die Grundlage der thermischen Desorptionsanalyse (TDA) und der thermischen Desorption (TD), bei denen ein Werkstoff definiert aufgeheizt und die freigesetzten Gase massenspektrometrisch oder mittels Wärmeleitfähigkeitsdetektoren erfasst werden. Aus den Desorptionsspektren lassen sich Aktivierungsenergien, Diffusionskoeffizienten und Bindungszustände (z. B. gelöster, fallen- oder ausscheidungsgebundener Wasserstoff) bestimmen.

In der Praxis ist Desorption entscheidend für Vakuumtechnik, Oberflächenreinigung, Beschichtungsprozesse, Alterungsverhalten von Polymeren sowie die Bewertung von Wasserstoffversprödung in Metallen. Eine genaue Kontrolle und Interpretation von Desorptionsprozessen ist daher essenziell für die Auslegung von Werkstoffen in korrosiven, wasserstoffreichen oder ultrahochvakuumnahen Umgebungen.