Analytische Methoden in der Werkstoffwissenschaft umfassen physikalische und chemische Techniken zur Charakterisierung von Struktur, Zusammensetzung und Eigenschaften, etwa Röntgenbeugung, Elektronen- und Ionenmikroskopie, Spektroskopie, Thermanalyse und mechanische Prüfung. Sie ermöglichen multiskalige Korrelationen zwischen Mikrostruktur und makroskopischem Werkstoffverhalten.