Těžká plastická deformace je metoda získávání neporézních kovů a slitin o zrnitosti cca 100 nm, která spočívá ve vytvoření vysoce fragmentované a špatně orientované struktury vlivem velkých deformací, která si zachovává zbytkové známky rekrystalizovaného amorfního stavu.
SPD je použitelný především pro plasticky deformovatelné materiály . K dosažení velkých deformací se používá kroucení pod kvazihydrostatickým tlakem, rovnokanálové úhlové lisování, válcování a celoobvodové kování. Podstata těchto metod spočívá v mnohonásobné těžké plastické smykové deformaci zpracovávaných materiálů. Použití silné plastické deformace umožňuje spolu se snížením průměrné velikosti zrna získat masivní vzorky s téměř bezpórovou strukturou materiálu, které nelze dosáhnout zhutňováním nanoprášků .