In der Werkstofftechnik bezeichnet der Begriff Dosis meist die auf ein Material einwirkende Menge einer physikalischen oder chemischen Einwirkung, normiert auf eine Bezugsgröße wie Masse, Volumen oder Fläche. Wichtige Beispiele sind Strahlendosis (z.B. Neutronen- oder Gammastrahlung), Ionen-Implantationsdosis, chemische Dosis bei Diffusionsprozessen (z.B. Stickstoff- oder Kohlenstoffaktivität) oder die Dosis von Alterungsmedien wie Sauerstoff, Feuchtigkeit oder korrosiven Spezies.

Die Dosis bestimmt maßgeblich die Veränderung der Mikrostruktur und damit die makroskopischen Eigenschaften: Versprödung von Reaktorstählen bei hoher Neutronendosis, Änderung elektrischer Eigenschaften in Halbleitern durch Implantationsdosis, oder Härtesteigerung durch aufgekohlte bzw. nitrierte Randschichten. Zentrale Kenngrößen sind dabei häufig die integrierte Dosis (z.B. in dpa, displacements per atom, oder Atome/cm²) und die Dosisleistung, d.h. Dosis pro Zeit.

Dosis-Wirkungs-Beziehungen werden experimentell durch systematische Variation der Dosis und Charakterisierung der resultierenden Gefüge- und Eigenschaftsänderungen ermittelt. Auf dieser Basis entstehen Modelle zur Vorhersage von Lebensdauer, Strahlenschaden, Diffusionsprofilen oder Degradationsmechanismen. Für die Werkstoffauslegung in Extremumgebungen (Kerntechnik, Raumfahrt, Hochtemperaturprozesse) ist die präzise Quantifizierung von Dosis und Dosisgrenzwerten für zulässige Eigenschaftsänderungen von zentraler Bedeutung.