结构不均匀性（structural inhomogeneity），理学-物理学-凝聚态物理学-非晶态物理学，由于原子无序排布导致的微观结构在空间上呈现不均匀分布的现象。尽管非晶态物质在宏观性质上多表现为各向同性，但如果放大到微观原子尺度去观察其局域结构，却并不是一种绝对无序的均匀混乱排布，而是呈现出不均匀分布的特点。这种微观上的结构不均匀性多表现在微米尺度及以下，因此需要通过具有纳米级分辨率的原位手段进行表征，如纳米压痕、高分辨透射电镜、扫描透射电镜、三维原子探针、原子力显微镜等。同时通过分子动力学模拟等计算机模拟手段也能观察到这种不均匀性的存在。这种结构的不均匀性也可以通过局域模量分布的不均匀体现出来。金属玻璃中存在的结构不均匀性还很有可能与自由体积和流动单元的分布有关，进而影响材料的宏观力学性质。通过退火或施加压力等手段，结构不均匀性的程度和分布形式可以在一定范围内被改变。