Voxel-basierte Modellierung diskretisiert Werkstoffe in volumetrische Pixel (Voxels), die lokale Eigenschaften, Phasen oder Porositäten repräsentieren. Sie wird zur numerischen Beschreibung komplexer Mikrostrukturen aus 3D-Bilddaten (z.B. µCT, FIB-SEM) genutzt und erlaubt direkte Kopplung mit Finite-Elemente- oder Lattice-Boltzmann-Simulationen. So können anisotrope Transport-, mechanische und Schädigungsprozesse mikrostrukturbasiert analysiert und skalenübergreifend homogenisiert werden.