Magnesium (Mg) ist ein hexagonal-dichtest gepacktes Leichtmetall mit sehr geringer Dichte (~1,74 g/cm³) und hoher spezifischer Festigkeit. Es bildet die Basis zahlreicher Mg-Basis-Legierungen, die vor allem in der Automobil-, Luft- und Raumfahrttechnik zur Gewichtseinsparung eingesetzt werden. Kommerziell reines Magnesium dient häufig als Grundwerkstoff, der durch Legierungselemente wie Al, Zn, Mn, seltene Erden oder Ca in Festigkeit, Kriechbeständigkeit und Gießbarkeit gezielt modifiziert wird.

Wesentliche werkstofftechnische Herausforderungen bei Magnesium sind seine begrenzte Raumtemperatur-Umformbarkeit infolge der HCP-Kristallstruktur (eingeschränkte Gleitsysteme) sowie die ausgeprägte Korrosionsempfindlichkeit, insbesondere in chloridhaltigen Medien. Hier kommen Legierungskonzepte, Mikrostrukturkontrolle (Kornverfeinerung, Ausscheidungshärtung) und Oberflächentechnologien (Konversionsschichten, Anodisation, Beschichtungen) zum Einsatz. Anwendungen reichen von Strukturbauteilen über opferanodische Korrosionssysteme bis hin zu bioresorbierbaren Implantaten.

Magnesia bezeichnet überwiegend das Oxid MgO. Es weist einen hohen Schmelzpunkt (~2850 °C), hohe chemische Stabilität und sehr geringe Benetzbarkeit durch viele Metallschmelzen auf und wird daher als feuerfester Werkstoff in Öfen, Konvertern und Tiegeln verwendet. In der Keramik und Pulvermetallurgie dient MgO zudem als Sinterhilfsmittel und Kornwachstumsinhibitor (z. B. in Al₂O₃-Keramiken). Aufgrund seiner Ionenleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit wird Magnesia auch in elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Verguss- und Isolationswerkstoffen eingesetzt.

Die enge Beziehung zwischen metallischem Magnesium und seinem Oxid ist für Korrosionsverhalten, Oberflächenpassivierung und Hochtemperaturanwendungen von zentraler Bedeutung, da MgO-Schichten sowohl schützende als auch versagensrelevante Rollen einnehmen können.