Temperaturgradienten sind räumliche Änderungen der Temperatur, die Wärmeflüsse, thermisch induzierte Spannungen und Diffusionsprozesse in Werkstoffen antreiben. In funktionalen Materialien ermöglichen sie Thermoelektrik, gerichtete Kristallisation oder Mikrostrukturgradienten. In Strukturen können starke Gradienten zu Eigenspannungen, Rissbildung und thermischer Ermüdung führen. Genaue Modellierung erfordert gekoppelte Wärmeleitungs-, Elastizitäts- und Diffusionsgleichungen.