Umfasst das gekoppelte Verhalten von Werkstoffen unter gleichzeitiger thermischer und mechanischer Belastung. Dazu zählen Temperaturabhängigkeit von Elastizität, Plastizität und Kriechen, thermische Ausdehnung, thermisch induzierte Spannungen und Ermüdung. Thermomechanische Eigenschaften werden durch Mikrostruktur, Phasenübergänge, Diffusion und Defektbewegung bestimmt und sind entscheidend für Lebensdauerprognosen.