Enthalpie H ist eine Zustandsgröße der Thermodynamik, definiert als H = U + pV, wobei U die innere Energie, p der Druck und V das Volumen ist. Für materialwissenschaftliche Systeme dient die Enthalpie als zentrale Größe zur Beschreibung von Wärmeeffekten bei Prozessen, die unter konstantem Druck ablaufen, wie sie in Labor- und Technikpraxis häufig vorliegen.

Die Änderung der Enthalpie ΔH ist bei konstantem Druck gleich der aufgenommenen bzw. abgegebenen Wärme. Dies macht sie essenziell zur Quantifizierung von Phasenumwandlungen (Schmelzen, Erstarren, Phasenumwandlungen in Metallen, Glasübergänge in Polymeren) und chemischen Reaktionen (z. B. Oxidation, Zersetzung, Polymerisation). Enthalpien werden meist relativ zu einem Referenzzustand, typischerweise Standardbedingungen, angegeben.

Verwandte Größen spezifizieren den betrachteten Prozess: Die Reaktionsenthalpie beschreibt die Enthalpieänderung einer chemischen Reaktion, die Aktivierungsenthalpie kennzeichnet die energetische Barriere eines Reaktions- oder Diffusionsprozesses, die Bildungsenthalpie bezieht sich auf die Bildung einer Verbindung aus den Elementen, und die Polymerisationsenthalpie charakterisiert die Enthalpieänderung beim Übergang von Monomeren zu Polymeren.

In der Werkstofftechnik wird Enthalpie experimentell vor allem mittels kalorimetrischer Methoden (z. B. DSC) bestimmt und in thermodynamischen Datenbanken für Phasendiagramm- und Reaktionsmodellierung genutzt. Die Kombination von Enthalpie mit entropischen Beiträgen erlaubt die Berechnung der freien Enthalpie, die letztlich die Gleichgewichte und Stabilität von Phasen in Werkstoffen steuert.