В рамках методов статистической физики, основанных на использовании неэргодической теории и фазового пространства с ультраметрической топологией, исследованы превращения сильно неравновесный конденсированной среды на микро- и макроскопическом структурных уровнях. На основе концепции перестраиваемого потенциального рельефа проведено разделение вектора смещения атомов на упругую и пластическую составляющие. Показано, что мартенситное превращение сводится не к термодинамическому, а синергетическому переходу, присущему сильно неравновесной системе. На макроскопических масштабах удаление от равновесия приводит к потере эргодичности, благодаря чему возникает иерархическая связь между различными структурными уровнями. В пространстве состояний такие структуры проявляют фрактальный характер, и их адекватное представление достигается за счет использования разложения Фурье по волнам распределения атомов, модулированным в ультраметрическом пространстве. В качестве приложения развитых методов рассматриваются: эволюция кристаллической структуры в ходе полиморфного ГПУ$\leftrightarrow$ГЦК-превращения через стадию образования одномерных длиннопериодных структур; кинетика низкотемпературной эволюции орторомбической фазы нестехиометрических оксидов через стадию гомологических структур; закономерности прямого и обратного превращений кристаллической и дефектной структур палладия в ходе насыщения водородом и дегазации; особенности мартенситного превращения (атермический характер и замороженность изменений макроструктуры, сочетание детерминированности и стохастичности, различное проявление гистерезиса, взрывной характер превращения при неполном циклировании, структурно зависимый дефект модуля, нетривиальное проявление эффекта памяти, особенности акустической эмиссии). На основе анализа фрактальной структуры распределения термодинамического потенциала в конфигурационном пространстве найдены особенности временных асимптотик структурного фактора.