Ultrafine Mikrostrukturen besitzen Korngrößen typischerweise im Submikrometerbereich und führen zu hoher Festigkeit durch ausgeprägte Korngrenzenverfestigung. Sie entstehen z.B. durch severe plastic deformation, schnelle Erstarrung oder intensive Umformung. Neben erhöhter Streckgrenze beeinflussen sie Zähigkeit, Diffusion, Kriech- und Ermüdungsverhalten sowie Korrosions- und Phasentransformationseigenschaften.