Gradientenstrukturen sind Mikrostrukturen mit ortsabhängigen Eigenschaften, etwa variierender Korngröße, Phasenanteilen, Textur oder Versetzungsdichte. Sie erzeugen räumlich verteilte Spannungs- und Deformationsfelder, fördern lastadaptive Verfestigung und verzögern Rissinitiierung. In Metallen, Keramiken und Polymeren ermöglichen sie eine gleichzeitige Optimierung von Festigkeit, Duktilität, Zähigkeit oder Verschleißbeständigkeit, oft durch Laser-, Severe-Plastic-Deformation- oder Diffusionsprozesse.