Diffusionskupplungen bestehen aus zwei oder mehr fest gefügten Werkstoffen, die gemeinsam wärmebehandelt werden, um interdiffusive Stofftransportprozesse zu untersuchen. Durch Analysen von Konzentrationsprofilen und Phasenbildung (z.B. mittels EPMA, SIMS, EDX) lassen sich Diffusionskoeffizienten, intermetallische Phasen, Kirkendall-Effekte und Mehrkomponenten-Diffusionsverhalten bestimmen. Sie sind ein zentrales Werkzeug zur Modellierung von Phasendiagrammen und Legierungsdesign.