Defektcharakterisierung umfasst die qualitative und quantitative Analyse von Punktdefekten, Versetzungen, Stapelfehlern, Ausscheidungen, Poren und Rissen. Sie verwendet Methoden wie TEM, SEM, AFM, Röntgenbeugung, PALS oder µ-CT. Ziel ist es, Defektdichte, -morphologie und -verteilung mit mechanischen, elektrischen oder diffusionsgesteuerten Eigenschaften zu korrelieren und Herstellprozesse, Alterungsmechanismen sowie Versagensursachen aufzuklären.