علم مواد که گاهی علم و مهندسی مواد نیز گفته می شود، در جستجوی ارتباطی بین ساختار درونی مواد مهندسی و خواص مکانیکی، الکتریکی، نوری، مغناطیسی، حرارتی و خوردگی است تا با دستکاری و مهندسی ساختار با روش های مختلف، عملکرد دلخواه را از یک ماده مهندسی بگیرد. مواد مهندسی به سه طبقه اصلی فلز، سرامیک و پلیمر و سه طبقه فرعی نیمهرسانا، بیومواد و کامپوزیت ها طبقه بندی میشوند. مهندس مواد برای ساخت قطعات از این مواد مهندسی و رسیدن به ساختار دلخواه، از روش هایی مانند ریخته گری، شکل دهی در حالت جامد، متالورژی پودر، پوشش کاری، تولید افزایشی، عملیات حرارتی، براده برداری و ... استفاده می کند. استخراج فلزات از سنگ معدن یا منابع بازیافتی و تولید فلزات با خلوص کافی برای تهیه شمش اولیه فلزات و آلیاژهای مختلف، حیطه دیگری از این رشته می باشد.