Ένα υπόστρωμα είναι ένα υποκείμενο υλικό ή στρώμα υλικού πάνω στο οποίο εκτελούνται άλλα υλικά ή διεργασίες. Μπορεί να περιλαμβάνει οτιδήποτε, από επιφάνειες υπεδάφους στη γεωργία στις οποίες αναπτύσσονται φυτά μέχρι στρώματα ημιαγωγών πυριτίου που χρησιμοποιούνται ως βάση για την κατασκευή ηλεκτρικών κυκλωμάτων και κύτταρα ή άλλα βιολογικά μέσα στα οποία δρουν τα ένζυμα. Ο όρος υπόστρωμα χρησιμοποιείται συχνά στην ιατρική και την κατασκευή μικροτσίπ, αλλά είναι επίσης κοινός στη γεωλογία και σε άλλες φυσικές διεργασίες.
Το υπόστρωμα πυριτίου είναι, χωρίς αμφιβολία, μία από τις πιο σύνθετες συνθετικές δομές που κατασκευάζονται σε κλίμακα μικρομέτρου και νανομέτρων. Τα σχέδια μικροτσίπ και ηλιακών κυψελών χρησιμοποιούν πολλαπλά οριζόντια στρώματα, με ένα τυπικό μικροτσίπ από το 2011 να έχει πολλά λειτουργικά υποστρώματα ή θεμέλια για στρώματα πάνω από αυτά. Το υλικό ημιαγωγών ξεκινά με ένα στρώμα συσκευής από τρανζίστορ, το οποίο καλύπτεται από ένα στρώμα διασύνδεσης σε ένα στρώμα συσκευής πάνω από αυτό. Μεταξύ αυτών των τμημάτων, προστίθενται στρώματα υποστρώματος μόνωσης και επιμετάλλωσης, καθώς και στρώσεις συγκόλλησης για να διατηρείται ολόκληρη η δομή ενωμένη και λειτουργική. Η έρευνα σε διασυνδεδεμένα οριζόντια και κάθετα στρώματα, η κατασκευή ενός τρισδιάστατου μικροτσίπ σε μορφή κύβου, είναι το επόμενο βήμα προς τα εμπρός για την αύξηση της μνήμης και της ταχύτητας επεξεργασίας.
Σε αντίθεση με την κατασκευή κυκλωμάτων, ένα ενζυμικό υπόστρωμα είναι ήδη μια φυσική τρισδιάστατη μορφή. Τα ένζυμα είναι πρωτεϊνικά μόρια που λειτουργούν ως καταλύτες στη βιοχημεία. Το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης αδενίνης (NADH) είναι ένα παράδειγμα συνενζύμου της βιταμίνης Β3, που προσκολλάται σε ένα κυτταρικό υπόστρωμα στο ανθρώπινο σώμα. Η θέση του ενεργού υποστρώματος όπου δεσμεύεται στη συνέχεια μεταβάλλεται από το ένζυμο και αυτό το τμήμα του υποστρώματος απελευθερώνεται ως προϊόν της αντίδρασης. Δεδομένου ότι το ίδιο το ένζυμο δεν αλλάζει κατά τη διαδικασία, στη συνέχεια μετακινείται σε άλλες θέσεις για να συνεχίσει να επιτρέπει ουσιαστικές αντιδράσεις, όπως η κυτταρική αναπνοή και η παραγωγή ενέργειας στο σώμα.
Οι γεωλογικές διεργασίες αναφέρονται συχνά στα υποστρώματα ως μέθοδος προσδιορισμού της ηλικίας και της σύνθεσης του φλοιού της γης επίσης. Τα χαμηλότερα στρώματα κοιτασμάτων βράχου, που συχνά αναφέρονται ως στρώματα, θεωρούνται παλαιότερα και συχνά περιέχουν πρώιμα απολιθωμένα παραδείγματα ζωής στη Γη, εάν είχαν αποτεθεί οριζόντια και δεν είχαν ανατραπεί από τις κλιματικές επιπτώσεις. Παρόμοια έρευνα που διεξήχθη με την εξέταση βαθιών στρωμάτων σε φύλλα πάγου στην Ανταρκτική χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της σύνθεσης της ατμόσφαιρας στο μακρινό παρελθόν μέσω παγιδευμένων αερίων σε υποστρώματα πάγου, καθώς και περιόδους εποχής παγετώνων στην ιστορία του κλίματος της Γης. Σχετικές διαδικασίες χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των κορυφαίων 6 ιντσών (15.24 εκατοστών) των υποστρωμάτων του εδάφους για θρεπτικά συστατικά, κατακράτηση νερού, παγιδευμένο αέρα και ούτω καθεξής για τον προσδιορισμό της γονιμότητας του εδάφους για τη βέλτιστη ανάπτυξη των καλλιεργειών.