Unterschiedliches Schweißen verbindet Werkstoffe mit stark differierenden chemischen Zusammensetzungen oder physikalischen Eigenschaften, etwa Stähle mit Aluminium- oder Nickellegierungen. Herausforderungen sind intermetallische Phasen, Schmelzbadseigerungen, unterschiedliche Wärmeausdehnung und galvanische Korrosion. Prozesswahl (z.B. Laser-, Reib- oder Elektronenstrahlschweißen), Zwischenschichten und optimierte Wärmeeinbringung dienen dazu, Mikrostruktur, Härteverlauf und Restspannungen der Fügezonen gezielt zu steuern.