Keimbildung ist der initiale Bildungsvorgang einer neuen Phase oder Struktur aus einem metastabilen Zustand, etwa während Erstarrung, Ausscheidung oder Phasenumwandlung. Klassische Keimbildungstheorie beschreibt die Konkurrenz von Volumenfreigewinn und Grenzflächenenergie und führt zu kritischer Keimgröße und Keimbildungsrate. In Werkstoffen beeinflussen Heterogenität, Defekte und Grenzflächen die bevorzugten Nukleationsorte und damit Kornfeinung, Textur und Ausscheidungsmorphologie.