Modellierung und Simulation in der Materialwissenschaft umfassen die rechnergestützte Beschreibung von Struktur, Eigenschaften und Prozessen über Längen- und Zeitskalen (quantummechanische, atomistische, mesoskopische, kontinuumsmechanische Modelle). Sie erlauben das Verständnis und Design von Werkstoffen, die Vorhersage von Phasendiagrammen, Diffusion, mechanischem Verhalten, Versagen und Funktionseigenschaften sowie die virtuelle Prozesskette (z.B. Gießen, Umformen, Wärmebehandlung) im Sinne eines Integrated Computational Materials Engineering.