La Ciencia e Ingeniería de Materiales es parte de un área interdisciplinaria que abarca una amplia gama de conocimientos e impregna diversas áreas de la ciencia y la ingeniería. Los profesionales en este campo generalmente trabajan en investigación y desarrollo de nuevos materiales y nuevas aplicaciones industriales para materiales existentes. El área de Materiales generalmente se subdivide en materiales metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos.
Los materiales metálicos constituyen una de las divisiones más grandes en el campo de la ciencia e ingeniería de materiales. Estos materiales tienen estructura cristalina donde los átomos están dispuestos de manera ordenada. En general, estos son buenos conductores térmicos y eléctricos. Muchos metales son relativamente estables a temperatura ambiente y resistentes a temperaturas elevadas.
Los materiales cerámicos forman la segunda división más grande. Las cerámicas son materiales inorgánicos que consisten en elementos químicos metálicos y no metálicos. La mayoría de los materiales cerámicos tienen alta dureza, resistencia a altas temperaturas y buena resistencia química, pero tienden a ser frágiles. En general, estos materiales tienen baja conductividad térmica y eléctrica, lo que los convierte en excelentes candidatos para aplicaciones en aislantes térmicos y eléctricos.
Los materiales poliméricos forman la tercera división más grande. La mayoría de estos materiales consisten en largas cadenas moleculares que contienen carbono. Estos materiales carecen de una estructura cristalina de largo alcance completamente bien definida, algunos son parcialmente cristalinos. La resistencia y la ductilidad de los polímeros varían mucho. La mayoría de los polímeros tienen baja densidad y temperaturas de ablandamiento o descomposición relativamente bajas, además de ser buenos aislantes térmicos y eléctricos. Debido a la versatilidad de sus propiedades, los materiales poliméricos han reemplazado a los materiales metálicos y cerámicos en muchas aplicaciones.
Y la cuarta división más grande de ciencia e ingeniería de materiales comprende el estudio de materiales compuestos. Un material compuesto puede entenderse como una mezcla de dos o más materiales de diferentes formas químicas y composiciones producidas sintéticamente o encontradas naturalmente en la naturaleza donde combinan propiedades de matriz y refuerzo (que pueden ser metálicas, cerámicas o poliméricas) con el fin de mejorar resistencia mecánica, tenacidad, entre otras propiedades.
Consecuentemente, las áreas mencionadas fomentan la investigación y el desarrollo de otras clases de materiales. Dentro de estas, son destacadas los materiales electrónicos, materiales ópticos, materiales magnéticos, materiales superconductores, materiales dieléctricos, materiales nucleares, biomateriales, entre otros.
