Ein atomistisches Modell beschreibt Werkstoffe explizit durch einzelne Atome oder Ionen und ihre Wechselwirkungen, typischerweise mittels klassischer Potenziale oder quantenmechanischer Methoden. Es ermöglicht die Simulation von Struktur, Diffusion, Defektbildung, Phasenübergängen und mechanischem Verhalten auf Längen bis zu einigen hundert Nanometern und Zeitskalen bis zu Mikrosekunden. Atomistische Modelle sind Grundlage für Multiskalenansätze, die Mikro- und Makroskopie koppeln.