В учебном пособии рассматриваются основные закономерности поведения открытых физико-химических систем при значительных отклонениях от равновесия. Большое внимание уделено вопросам неравновесной термодинамики, образованию диссипативных структур. Представлены основы математического описания процессов в неравновесных системах и анализа устойчивости конечных состояний нелинейных систем. Приведены примеры использования методов неравновесной термодинамики при решении задач, связанных с поведением гетерогенных металлических систем при различных внешних условиях. Предназначено для обучающихся в бакалавриате по направлениям подготовки 03.03.02 «Физика», 28.03.02 «Наноматериалы».