Chemische Zusammensetzung beschreibt die Art und den quantitativen Anteil aller chemischen Elemente und Phasen in einem Werkstoff. Sie bestimmt maßgeblich Thermodynamik, Phasengleichgewichte, Diffusion und damit Mikrostruktur und Eigenschaften. Analytische Techniken wie Spektrometrie, Röntgenfluoreszenz und Elektronenstrahlmikroanalyse werden eingesetzt, um Zusammensetzungsgradienten, Segregation und Verunreinigungen präzise zu erfassen.