O microstructură este modul în care un material se reunește la o scară foarte mică. Microstructura unui obiect nu este vizibilă cu ochiul liber, deși modelele prezente la nivel microscopic se pot replica la un nivel mai mare. Acest nivel mai mare este nivelul macroscopic; va oferi observatorului o impresie de bază despre designul de bază al materialului. Microstructura obiectului determină majoritatea proprietăților sale fizice. Există patru categorii principale în care se încadrează materialele în funcție de microstructura lor: ceramice, metalice, polimerice și compozite.
Structura fizică a unui material va părea să se schimbe în funcție de cât de atent îl priviți. Când un obiect este ținut la distanță de braț, arată diferit decât dacă este la lățimea unei mâini de fața unei persoane. Același lucru este valabil și atunci când un obiect este observat la microscop. Pentru a crea o definiție standard a microstructurii, puterea de mărire folosită pentru a o privi nu este mai mare de 25x.
Când structura este observată la o putere mai mare sau mai mică, arată diferit. Aceste alte structuri observabile, în special cele mai mici, pot avea un impact semnificativ asupra proprietăților obiectului. În loc să extindă definiția microstructurii, elementele care alcătuiesc microstructura sunt modificate pentru a se adapta diferențelor în structura de bază.
Ca exemplu, este posibil să privim lumea macroscopică. Dacă un sistem de autostrăzi ar fi elementul observat, un drum ar fi microstructura. Diferite drumuri sunt realizate din materiale diferite și, prin urmare, au proprietăți diferite. Astfel, drumul este împărțit pe tipuri de drumuri.
În general, o microstructură este observată prin luarea unor felii subțiri de hârtie ale obiectului și punerea lor sub microscop. Aceste felii sunt atât de subțiri încât lumina strălucește prin ele și evidențiază structura de bază. În funcție de materialul observat, pot fi utilizate și alte metode, cum ar fi microscopia electronică sau raze X.
Văzând materialele prezente și observând modul în care acestea interacționează, este posibil să se prezică modul în care un material va acționa la nivel macroscopic. Anumite materiale au anumite proprietăți, așa că atunci când sunt prezente, ele transmit acele proprietăți asupra materialului ca întreg. Structura lor de bază arată, de asemenea, cum va acționa un material. De exemplu, un material în care structura este aranjată în plăci lungi care nu se intersectează poate fi predispus la rupere sau îndoire.
Aceste proprietăți se reunesc pentru a oferi materialului o clasificare largă. Aceste clase spun proprietățile de bază ale unui material fără a fi nevoie să-i observe structura reală. Trei dintre ele — ceramice, metalice și polimerice — sunt colecții pure cu un anumit tip de structură. Cel de-al patrulea, compozit, este un amestec al celor trei tipuri de bază.