Materialsimulation bezeichnet die numerische Modellierung von Werkstoffen über verschiedene Längenskalen, von Quanten- über Atom- und Mesoskala bis zur Bauteilebene. Sie umfasst Methoden wie Dichtefunktionaltheorie, Molekulardynamik, Phasenfeld- und Finite-Elemente-Simulation, um Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, Prozessketten, Schädigungsmechanismen und Funktion unter Betriebsbedingungen vorhersagen und optimieren zu können.