Werkstoffmodellierung umfasst die mathematische Beschreibung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen über Längenskalen hinweg, von Quanten- und Atomistik über Kontinuumsmechanik bis zur Bauteilebene. Sie beinhaltet Thermodynamik, Kinetik, Mikrostrukturentwicklung und mechanisches Verhalten. Methoden wie DFT, Molekulardynamik, Phasenfeld, FEM und datengestützte Ansätze erlauben virtuelle Werkstoffentwicklung, Prozessoptimierung und Lebensdauervorhersage.