Verzerrungen (engl. distortions) bezeichnen in der Werkstoffwissenschaft Abweichungen einer realen Struktur von einer idealisierten Referenzkonfiguration. Sie können sich auf das Kristallgitter, lokale Bindungsgeometrien oder das makroskopische Bauteil beziehen und treten elastisch oder plastisch auf.

Auf atomarer Ebene sind Gitterverzerrungen zentrale Defektgrößen. Sie entstehen z.B. durch Substitutions- und Zwischengitteratome, Versetzungen oder Phasengrenzen. Die lokale Änderung von Gitterparametern führt zu Spannungsfeldern, die Diffusion, Versetzungsbewegung und Phasenumwandlungen beeinflussen. Spezielle Fälle sind rhomboedrische Verzerrungen in perowskitartigen Oxiden sowie Jahn-Teller-Verzerrungen, bei denen elektronisch entartete Zustände durch strukturelle Verzerrung energetisch gesenkt werden.

Polare Verzerrungen sind mit einer Verschiebung von Ladungsschwerpunkten verknüpft und führen zu makroskopischer Polarisation, wie in ferroelektrischen Materialien. Die Ausbildung von Verzerrungen (Verzerrungsbildung) wird durch Gitterenergie, elektronische Zustände, Defektchemie und äußere Felder (Spannung, Temperatur, elektrisches Feld) gesteuert.

Makroskopisch werden Verzerrungen durch den Verzerrungstensor beschrieben und quantifizieren Form- und Volumenänderungen unter mechanischer Belastung. Die Kopplung zwischen mikrostrukturellen Gitterverzerrungen und makroskopischer Deformation bestimmt zentrale Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit, funktionale Antwort (piezo- und ferroelektrisch) und das Rissausbreitungsverhalten. Eine präzise Charakterisierung von Verzerrungen erfolgt u.a. mittels Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie und theoretischer Simulationen (DFT, Kontinuumsmechanik).