In-situ Charakterisierung umfasst experimentelle Methoden, mit denen Gefüge, Phasen, Spannungen oder Defekte von Werkstoffen während externer Beanspruchung oder Prozessierung beobachtet werden. Typische Techniken sind In-situ-Röntgen- und Neutronendiffraktion, Elektronenmikroskopie, Computertomographie oder Raman-Spektroskopie unter mechanischer, thermischer, chemischer oder elektrischer Last. So werden zeitaufgelöste Transformationskinetiken und Schädigungsmechanismen direkt erfasst.