Hysterese bezeichnet ein nichtlineares, pfadabhängiges Antwortverhalten eines Systems, bei dem der aktuelle Zustand nicht nur von der momentanen Anregung, sondern auch von deren Historie abhängt. In den Ingenieur- und Werkstoffwissenschaften manifestiert sich Hysterese typischerweise als Schleifenbildung in Kennfeldern, etwa Spannung–Dehnung, Magnetisierung–Feldstärke oder Polarisation–elektrische Feldstärke.

Mechanische Hysterese tritt z. B. bei zyklischer Belastung von Metallen und Polymeren auf. Die eingeschlossene Schleifenfläche im Spannungs‑Dehnungs‑Diagramm entspricht der dissipierten Energie pro Lastspiel, die primär durch innere Reibung, Versetzungsbewegung, Mikroplastizität oder viskoelastische Relaxation verursacht wird. Dies ist zentral für Ermüdungsverhalten, Dämpfungseigenschaften und schwingungsbelastete Bauteile.

Magnetische Hysterese beschreibt die irreversible Magnetisierungsänderung in ferromagnetischen Werkstoffen. Charakteristische Parameter sind Koerzitivfeldstärke, Remanenz und Schleifenfläche (Verlustleistung). Diese bestimmen das Design von Transformatorblechen, Permanentmagneten und magnetischen Speichermedien. Analog zeigt ferroelektrische Hysterese das polarisationsabhängige Verhalten ferroelektrischer Keramiken und Dünnschichten.

Auf mikroskopischer Ebene resultiert Hysterese aus Energiebarrieren zwischen metastabilen Zuständen (z. B. Domänenumschaltung, Martensit‑Austenit‑Umwandlung, Konfigurationsänderungen von Polymerketten). Mathematisch wird sie häufig durch phänomenologische Modelle (Preisach, Bouc–Wen, Jiles–Atherton) oder konstitutive Materialgesetze mit inneren Variablen beschrieben. Für präzise Simulationen, Lebensdauervorhersagen und Funktionswerkstoffe ist eine korrekte Abbildung hysteretischer Effekte essenziell.