Hochauflösendes Imaging umfasst bildgebende Verfahren mit Auflösungen bis in den Nano- oder Atommaßstab, etwa TEM, STEM, hochauflösende SEM-, AFM- und Röntgen-Nano-Tomographie. In der Werkstoffwissenschaft ermöglicht es die direkte Beobachtung von Gitterfehlern, Phasengrenzen, Domänenstrukturen, Korngrenzenchemie, Nanophasen und Poren, was für Mechanismusaufklärung und modellgestütztes Werkstoffdesign essenziell ist.