Ein Dipol ist ein Paar räumlich getrennter, gleich großer, entgegengesetzter Ladungen oder magnetischer Pole. In der Werkstoffkunde sind insbesondere elektrische und magnetische Dipole relevant. Ein elektrischer Dipol wird durch den Dipolmoment-Vektor p = q·d charakterisiert, wobei q die Ladung und d der Vektor ihres Abstands ist. Für kontinuierliche Medien ist die Polarisationsdichte P (Dipolmoment pro Volumen) die zentrale Größe.

Elektrische Dipole entstehen z.B. durch ionische Verschiebungen in polaren Kristallen (permanente Dipole), durch Verzerrung von Elektronenhüllen (induzierte Dipole) oder durch orientierbare Moleküldipole in Polymeren und Gläsern. Ihre kollektive Ausrichtung führt zu makroskopischer Polarisation und ist Grundlage ferroelektrischer, piezoelektrischer und dielektrischer Eigenschaften. Relaxationsprozesse von Dipolen bestimmen frequenzabhängige Permittivität, dielektrische Verluste und Alterungsphänomene.

Magnetische Dipole resultieren aus Elektronenspins und Bahndrehimpulsen. Ihre Wechselwirkungen erzeugen dia-, para-, ferro- oder antiferromagnetische Ordnung. Das makroskopische magnetische Moment eines Werkstoffs lässt sich als Summe lokaler magnetischer Dipole auffassen.

Die Beschreibung der Dipolverteilung und -dynamik ist essenziell für das Verständnis von Domänenstrukturen, Hysterese, Kopplungseffekten (magneto- und elektrostriktiv) sowie für die Auslegung von Kondensatoren, Sensoren, Aktoren und Speichermaterialien.