Der Begriff Architektur in der Werkstofftechnik beschreibt die räumliche Anordnung, Hierarchie und Wechselwirkung von Struktur- und Funktions­elementen über mehrere Längenskalen hinweg – von der Nano- bis zur Bauteilebene. Im Gegensatz zur rein chemischen Zusammensetzung fokussiert die Materialarchitektur auf Geometrie, Topologie und Orientierung von Phasen, Poren, Fasern oder Schichten sowie deren Kopplung.

Architekturierte Materialien nutzen gezielt entworfene Mikro- und Mesostrukturen, um spezifische Eigenschaftsprofile zu erzielen, etwa hohe Zähigkeit bei gleichzeitig hoher Steifigkeit (z.B. nacre‑ähnliche Architekturen) oder richtungsabhängige Steifigkeit durch angepasste Faserarchitekturen in Faserverbundwerkstoffen. Bioinspirierte Architekturen übernehmen dabei Prinzipien natürlicher Vorbilder wie Knochen, Perlmutt oder Holz, einschließlich Gradienten, Hierarchien und funktionaler Anisotropie.

In textilen Verstärkungsstrukturen definieren Gewebekonstruktionen (Leinwand, Köper, UD) die Architektur der Fasern und damit Lastpfade, Delaminationsneigung und Schädigungsmechanismen. Analog beschreibt Zellarchitektur in metallischen oder polymeren Schäumen die räumliche Verteilung und Vernetzung von Poren. Auf der Systemebene werden Begriffe aus der Softwaretechnik wie Microservices- oder parallelisierte Architektur zunehmend auf verteilte Simulations- und Fertigungsumgebungen übertragen, in denen Werkstoffmodelle und Prozessketten modular gekoppelt werden.

Die systematische Gestaltung von Architekturen erfordert integrative Ansätze: computergestütztes Design (z.B. Topologieoptimierung), neuartige Fertigungstechnologien (insbesondere additive Verfahren) und multiskalige Charakterisierung. Ziel ist es, Struktur und Architektur so zu koppeln, dass maßgeschneiderte, oft multifunktionale Werkstoffe und Bauteile mit hoher Robustheit und Effizienz entstehen.