El aspecto principal de la Ciencia de materiales es la relación existente entre la composición, la microestructura y las propiedades de un material. Después de establecer con claridad cuáles son las propiedades mecánicas de los sólidos, cómo se modeliza su estructura, cristalina o amorfa, y cómo esta estructura se altera según el proceso que se aplique sobre el material, se realiza una descripción de las principales categorías de materiales empleados en la industria y la ingeniería: materiales metálicos, poímeros, cerámicos y materiales compuestos.