材料科学的形成源于科学技术的发展。随着固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展及对物质结构和物性的研究不断深入，人们对材料本质的有了进一步的了解和研究；同时随着现代材料科学技术的发展，金属材料、高分子材料与陶瓷材料科学都已自成体系，它们之间存在着密切联系，继而出现了新的材料领域—复合材料，不仅用于航空航天领域，而且在现代民用工业、能源技术和信息技术方面的应用也不断扩大。
结合以上技术及发展，材料科学专业基本研究方向包含以下几项：高分子材料（polymer materials）、金属材料（metallic materials）、无机非金属材料（ceramic materials）、计算材料科学（computational materials science）、电子、光学、磁性材料（optical、electronic an magnetic materials）、生物材料（biomaterials）、纳米材料（nano materials）、能源材料（energy materials）、复合材料（composite materials）等。
热门课程介绍
材料科学专业的基本课程通常包括数学（math）、传播（communications）、计算机科学（computer science）、理学（natural sciences）包括物理和化学、社会科学（social science）、工程设计（engineering esign）等，专业课程包括材料的物理及化学特性、传导现象、材料强度、结构和化学特性等。材料科学专业学生利用微分方程来计算并解决固体材料的表现。此外，在大多数课程中，材料专业学生还会接触到利用电子显微镜及建模软件来分析和设计材料的组成。
一般来说，材料科学专业均为小班授课，大多数班级学生数量不会超过20，这使得教授和学生之间的互动更加密切。同时，学生可以练习并提高自己的口语表达和写作能力，因为很多情况下所接触的理论都是概念上的，学生必须要通过三维模型来表现出来。
材料科学专业课程的要求在所有的美国大学中基本相同，所有的课程都关注材料的性质、微观结构以及相互关系。有一部分大学会侧重于机械材料、材料热力学以及材料动力学，部分大学将会侧重于特种材料，例如陶瓷材料或者高分子材料，这取决于开设材料专业的学校的教授所研究的方向和兴趣。
材料科学与工程专业的基本课程
材料概论（introuction to materials）固体力学（mechanical behavior of solis）材料热力学（thermoynamics of materials）材料工程设计（materials engineering esign）材料动力学（kinetics of materials）材料表征实验（materials characterization laboratory）物理冶金学（physical metallurgy）工程计算实验（engineering computational laboratory）制陶术（processing an properties of ceramics）可降解材料（egraation of materials）复合材料（composites）失效分析（failure analysis）聚合物（funamentals of polymers）相平衡（phase equilibria）高分子加工（polymer processing）高级项目设计（senior esign project）
未来发展趋势
随着人类进入新世纪和科学的发展，无论是工业领域、建筑领域、医用领域还是航空领域，材料学都面临着技术突破和重大产业发展机遇。同时以高分子材料、纳米材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新也显得异常活跃。很多日用化工类、机械加工类、石油化工、钢铁制造类企业都需要材料及相关工程方面的人才。
金属材料专业中，大多数人会选择继续深入研究，无机非金属材料还是有很大施展才华的空间，高分子材料发展十分迅速，所以申请这个专业的人数也稍微偏多，在就业方面可以从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作，就业前景很不错。电子信息材料是现在材料科学中的热门，所以申请人数也是多的，竞争也就为激烈。材料科学与工程专业学生毕业后可在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作。
