Als Materialermüdung wird der Alterungsprozess eines Werkstoffs bezeichnet, der von der Umgebung durch wiederholte mechanische Belastung (wie Druck, Zug, Biegung, Drehung), Temperaturschwankungen und Strahlung beeinflusst wird. Materialermüdung ist in der Regel ein langwieriger Prozess, der sich über die Lebensdauer eines Bauteils hinweg zieht, sie kann aber auch durch Überbeanspruchung entstehen. Bauteile, die einer ständigen, wiederholten oder über einen längeren Zeitraum auftretenden Beanspruchung unterliegen, haben daher nur eine begrenzte Lebensdauer bzw. eine begrenzte Anzahl an Zyklen, in der sie beansprucht werden können. Bei Bauteilen an kritischen Stellen wie Brücken und Kraftwerken wird daher vor dem Einsatz eine Berechnung der Ermüdungswahrscheinlichkeit und Lebensdauer durchgeführt.
Die Materialermüdung verursacht eine allmähliche Schädigung bis hin zur Funktionsuntüchtigkeit des Bauteils. Dieses verliert seine Stabilität, sodass bereits eine an sich unkritische statische Belastung zum Versagen des Bauteils führen kann. Typische äußerlich sichtbare Ermüdungserscheinungen sind Ermüdungsbrüche oder Spannungsrisse. Die Materialermüdung kann aber auch nicht sichtbar im Inneren eines Bauteils voranschreiten.
