Unter Modifikation versteht man in den Werkstoffwissenschaften jede gezielte Veränderung der chemischen Zusammensetzung, der Mikrostruktur oder der Oberfläche eines Werkstoffs, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern oder neu einzuführen. Modifikationen können den gesamten Volumenwerkstoff (z. B. Legierungsdesign, Matrixmodifikation in Verbundwerkstoffen) oder nur Randzonen und Grenzflächen betreffen (z. B. Oberflächenmodifikation, Grenzflächenfunktionalisierung).

Wichtige Klassen sind (i) chemische Modifikationen, etwa Dotierung, Substitution oder postsynthetische Modifikation in Polymeren, MOFs oder Keramiken, (ii) mikrostrukturelle Modifikationen durch Wärmebehandlung, Umformung oder Bestrahlung, welche Korngrößen, Phasenanteile und Versetzungsdichte einstellen, sowie (iii) Oberflächen- und Grenzflächenmodifikationen wie Plasmabehandlung von Polymeren, Aktivbildschirmtechniken oder Nanopartikelmodifizierung zur Steuerung von Benetzbarkeit, Adhäsion, Korrosions- und Verschleißverhalten.

Modifikationen werden typischerweise durch thermische, mechanische, chemische oder physikalische Prozesse (z. B. Plasma, Ionen- oder Laserbehandlung) realisiert. Zentrale wissenschaftliche Fragestellungen betreffen die Korrelation von Modifikationsparametern mit Strukturänderungen auf atomarer bis makroskopischer Skala und den resultierenden eigenschaftsbestimmenden Mechanismen. Eine präzise Charakterisierung mittels struktureller, chemischer und funktionaler Analytik ist unerlässlich, um Modifikationsstrategien zu optimieren und ihre Langzeitstabilität sowie Zuverlässigkeit zu bewerten.