Trong các lĩnh vực kỹ thuật
khác nhau, vật liệu và kết cấu có tính đa dạng về cấu trúc và thành phần vật
liệu, do đó tinh chất không đồng nhất và dị hướng của vật liệu luôn tồn tại.
Tuy nhiên, tùy theo cấp độ tỉ lệ quan sát mà hiệu ứng này là lớn hay nhỏ. Ví dụ
ở cấp độ kích thước kết cấu, sàn bê tông có thể xem là đồng nhất, tuy nhiên ở
cấp độ kích thước mẫu vật liệu thì vật liệu bê tông là không đồng nhất do hiệu
ứng các hạt thành phần là các hạt đá cần được kể đến, hay một mẫu vật liệu bê
tông hình trụ với cốt thép dọc gia cường có các độ cứng trong mặt phẳng ngang
và dọc khác nhau thể hiện tính chất dị hướng của vật liệu. Các đặc tính không
đồng nhất và dị hưởng của vật liệu và kết cấu dẫn đến tính phức tạp trong phân
tích và dự báo ứng xử cơ học của loại vật liệu và kết cấu này.