Eine hierarchische Mikrostruktur weist eine gezielte Anordnung von Strukturmerkmalen über mehrere Längenskalen auf, von atomaren Defekten über Körner und Phasendomänen bis hin zu Poren- oder Faserarchitekturen. In der Werkstoffwissenschaft ermöglicht Hierarchie die gleichzeitige Optimierung mechanischer, thermischer, elektrischer und funktionaler Eigenschaften, etwa durch Kombination duktiler und harter Phasen. Solche Strukturen entstehen durch kontrollierte Prozessierung, Selbstorganisation oder biomimetische Konzepte.