Eine Diffusionsschicht entsteht durch den Transport von Atomen oder Molekülen und deren Anreicherung an Oberflächen oder Phasengrenzen. Diese Schicht kann die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Werkstoffen erheblich verändern, indem sie den Korrosionsschutz verbessert oder Oberflächenreaktionen steuert. Sie spielt somit eine wichtige Rolle in der Materialoptimierung.