Kombinatorische Synthese in der Werkstoffwissenschaft erzeugt systematisch Variationen von Zusammensetzung, Prozessparametern oder Mikrostruktur in Bibliotheken, häufig als Dünnschicht- oder Pulverbibliotheken. Gradienten- oder Arrayansätze erlauben parallele Hochdurchsatz-Synthese und -Charakterisierung. So werden Phasendiagramme, Funktions- und Strukturwerkstoffe effizient exploriert. Gekoppelt mit automatisierter Analyse und Datenbanken beschleunigt sie die Identifikation optimaler Materialkombinationen.