Werkstoffeigenschaften beschreiben das messbare Antwortverhalten eines Werkstoffs auf äußere Einwirkungen und sind zentrale Größen für Auswahl, Auslegung und Lebensdauerberechnung von Bauteilen. Sie werden unter definierten Randbedingungen mittels standardisierter Prüfverfahren ermittelt und sind stets an Mikrostruktur, Defektstruktur, chemische Zusammensetzung sowie Temperatur und Umgebungsbedingungen gebunden.

Üblicherweise unterscheidet man mechanische (z. B. Elastizitätsmodul, Streckgrenze, Bruchzähigkeit, Ermüdungsfestigkeit), physikalische (Dichte, elektrische und thermische Leitfähigkeit, magnetische Suszeptibilität), chemische (Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsverhalten) und technologische Eigenschaften (Umformbarkeit, Schweißbarkeit, Zerspanbarkeit). Funktionelle Werkstoffe erweitern dies um spezifische Eigenschaften wie piezoelektrisches, ferroelektrisches oder optisches Verhalten.

Werkstoffeigenschaften sind keine unveränderlichen Konstanten, sondern Resultat der hierarchischen Struktur über Längenordnungen hinweg. Kristallstruktur, Kornfeinung, Ausscheidungen, Versetzungsdichte und Textur beeinflussen maßgeblich Festigkeit und Duktilität; Defekte, Phasengrenzen und Elektronenkonzentration bestimmen Transport- und magnetische Eigenschaften. Daher sind gezielte Wärmebehandlungen, Legierungskonzepte und Herstellungsverfahren zentrale Mittel zur Eigenschaftsoptimierung.

Für die ingenieurmäßige Anwendung werden Eigenschaften in Werkstoffkennwerten zusammengefasst, die in Rechenmodellen (z. B. Finite-Elemente-Analysen) und Lebensdauermodellen verwendet werden. Die korrekte Interpretation erfordert stets die Angabe von Prüfverfahren, Probengeometrie, Belastungsart und Temperatur, da Werkstoffe häufig ausgeprägtes nichtlineares, zeit- oder richtungsabhängiges (anisotropes) Verhalten zeigen.