Mehrschichtdesign beschreibt das gezielte Auslegen von Schichtsystemen mit verschiedenen Materialien und Dicken zur Optimierung mechanischer, thermischer, optischer oder funktionaler Eigenschaften. Grenzflächenhaftung, Eigenspannungen, Diffusion, Delamination und Ermüdung werden berücksichtigt. Anwendungen umfassen Hartstoffschichten, Barriere- und Funktionsschichten in Mikroelektronik, Optik und Energiewandlung.