Metrologie bezeichnet die Wissenschaft des Messens, einschließlich der Entwicklung von Messmethoden, der Definition von Einheiten, der Rückführung auf Normale und der quantifizierten Angabe von Messunsicherheiten. In der Werkstoff- und Fertigungstechnik ist sie zentral für die verlässliche Charakterisierung von Werkstoffeigenschaften, Gefügestrukturen und Bauteilgeometrien über Längen‑ und Zeitskalen von der Makro‑ bis zur Nanodimension.

Kernkonzepte sind Rückführbarkeit (lückenlose Kette von Vergleichsmessungen zu nationalen bzw. internationalen Normalen), Messgenauigkeit, Präzision und die formalisierte Messunsicherheit nach GUM. Diese Größen sind Voraussetzung für Vergleichbarkeit von Messergebnissen, Normung und Qualitätskontrolle.

Spezialisierte Felder der Metrologie adressieren unterschiedliche Skalen und Phänomene: Optische Messtechnik (z.B. Interferometrie, Scatterometrie) für berührungslose Form- und Strukturmessung; Nanometrologie und submikroskalige Verfahren (AFM, TEM‑basierte Bildanalyse) für Strukturen unterhalb der optischen Auflösungsgrenze; analytische Metrologie zur Quantifizierung chemischer Zusammensetzung; gravimetrische Methoden für Massen- und Schichtdickenbestimmung; sowie Attosekundenmetrologie für extrem schnelle elektronische und strukturelle Dynamik.

In der industriellen Anwendung gewinnt die Inline‑Qualitätsmessung an Bedeutung, bei der metrologisch abgesicherte Sensorik direkt in Fertigungsprozesse integriert wird. Metrologische Ansätze ermöglichen hier eine echtzeitfähige Prozessregelung und statistisch fundierte Freigabeentscheidungen. Insgesamt bildet die Metrologie die Grundlage für reproduzierbare Werkstoffdatenbanken, verlässliche Simulationsmodelle und die Qualifizierung innovativer Fertigungsprozesse.