In den Materialwissenschaften bezeichnet der Begriff Gesetz (law) eine verallgemeinerte, meist mathematisch formulierte Beziehung zwischen physikalischen Größen, die das Werkstoffverhalten reproduzierbar beschreibt. Solche Gesetze entstehen aus experimentellen Beobachtungen, werden durch theoretische Modelle gestützt und sind innerhalb eines definierten Gültigkeitsbereichs anwendbar.

Konstitutive Gesetze (constitutive laws) verknüpfen Spannungen, Dehnungen, Dehnraten, Temperatur und ggf. innere Zustandsvariablen. Beispiele sind Hookesches Gesetz für lineare Elastizität, viskoplastische Fließgesetze oder Schädigungsmodelle. Sie sind zentral für die numerische Simulation (z.B. FEM), da sie das lokale Materialverhalten bereitstellen.

Das Arrhenius-Gesetz beschreibt temperaturabhängige Prozesse wie Diffusion, Kriechen oder Reaktionskinetik mittels einer exponentiellen Abhängigkeit von der reziproken Temperatur. Es wird breit genutzt, um Aktivierungsenergien zu bestimmen und Lebensdauervorhersagen bei erhöhten Temperaturen zu treffen.

Kohäsive Gesetze (cohesive laws) modellieren das Trennverhalten entlang diskreter Grenzflächen, etwa Risse oder Phasengrenzen. Sie geben die Beziehung zwischen Öffnungsverzug (oder Scherung) und trennender Spannung vor und erfassen damit Initiierung und Wachstum von Rissen unter Berücksichtigung der Energiefreisetzung.

Gesetze in diesem Sinne sind keine absoluten Naturgesetze, sondern kontextgebundene, validierte Modelle. Ihre sorgfältige Formulierung, Parametrisierung und Überprüfung gegen Experimente ist entscheidend für zuverlässige Prognosen des Werkstoffverhaltens.