材料科学或材料工程是一个跨学科领域，研究物质的性质及其在科学和工程中的应用。它的核心在于探讨材料的制备、加工过程与其微观结构和宏观性能之间的关系。该领域涉及的学科包括固体物理、材料化学、应用物理、化学工程、机械工程、土木工程以及电子工程等。根据不同的应用需求，材料科学还可以与其他领域结合，形成如电子材料、结构材料、生物材料等分支学科。学习中还会涉及到材料的制造方法以及如何应用现有材料于各种工业领域。这需要广泛的物理、化学知识以及大量实验室实践，学生还需学会将数学知识应用于解决现实问题。材料科学家和工程师在多个行业中都是不可或缺的，如通信技术、计算机工业、生物技术等。

材料分类如下：

按物理化学属性分类 ：

金属材料 ：如钢铁、非晶态合金等，主要研究其微观结构对性能的影响。

无机非金属材料 ：如水泥、玻璃、陶瓷等，常用于高温、耐磨环境。

有机高分子材料 ：如塑料、橡胶等，广泛应用于各行业。

无机非金属材料 ：

研究内容：包括水泥、陶瓷、光导纤维等，特别是功能陶瓷如压电陶瓷。

计算材料科学 ：

研究内容：利用蒙特卡罗模拟、分子动力学进行材料结构与特性的模拟研究。

金属材料工程 ：

研究金属材料的组成、结构、性能、制备和加工。

无机非金属材料工程 ：

研究无机非金属材料的制备、性能、结构与应用，如陶瓷和玻璃。

高分子材料与工程 ：

研究高分子材料的合成、改性、加工、性能测试与应用，如塑料、橡胶、纤维等。

复合材料与工程 ：

研究由两种或两种以上不同性质的材料组成的新材料的制备、性能与应用。

材料物理 ：

研究材料的组成结构和物理性能，以及其在各个领域的应用。

材料化学 ：

研究材料在制备和使用过程中涉及的化学变化和材料性质的表征测量。

冶金工程 ：

研究从矿石中提取、精炼金属或金属化合物的工艺过程及其相关理论和技术。

焊接技术与工程 ：

研究焊接工艺、材料、设备以及焊接结构的性能和质量控制。

光电信息科学与工程 ：

研究光电子材料、器件和系统的设计与制造。

功能材料 ：

研究具有特殊物理或化学性质的材料，如导电材料、磁性材料、光学材料等。

纳米材料与技术 ：

研究纳米尺度材料的制备、性质和应用。

新能源材料与器件 ：

研究用于新能源技术，如太阳能、风能、电池等的材料。

材料设计科学与工程 ：

研究材料的设计方法和理论。

智能材料与结构 ：

研究具有感知、响应和适应环境能力的智能材料。

这些分支学科涵盖了材料科学的各个方面，从基础理论研究到工程应用，为各行各业提供了重要的技术支持。