Τα μεταϋλικά είναι εργαστηριακά υλικά που μπορούν να κάμψουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε αντίθεση με οποιαδήποτε άλλη ουσία που υπάρχει στη φύση. Από την πλευρά τους είναι ότι τέτοια υλικά μπορούν να κάμψουν δέσμες φωτός προς την αντίθετη κατεύθυνση, μια ιδιότητα που είναι γνωστή ως αρνητικός δείκτης διάθλασης. Καθώς δημιουργούνται διαφορετικοί τύποι μεταϋλικών με τη βοήθεια υπολογιστών για την προσομοίωση και την κατασκευή της δομής νανοκλίμακας, πραγματοποιούνται περισσότερες εφαρμογές μεταϋλικών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή μικροσκοπικών κεραιών και συστημάτων επικοινωνιών. ακριβή συστήματα απεικόνισης στην κατασκευή, την άμυνα και την ιατρική. καθώς και χρήση σε στρατιωτικές και διαστημικές εφαρμογές. Η απόκρυψη μεταϋλικού έχει επίσης θεωρηθεί ότι κάμπτει το φως γύρω από ένα αντικείμενο για να το κάνει αόρατο.
Η ιδέα αυτών των υλικών βασίζεται σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα που επηρεάζονται από αλληλεπιδράσεις με άτομα και μόρια στη φύση. Σε μια υπομικροσκοπική κλίμακα, συγκεκριμένα υλικά μπορούν να αλλοιωθούν για να επηρεάσουν τη συμπεριφορά αυτών των κυμάτων μέχρι να δράσουν με τρόπο που συνήθως δεν το κάνουν. Έχουν δημιουργηθεί αντικείμενα ενός κλάσματος μεγέθους μήκους κύματος φωτός, καθιστώντας δυνατό τον χειρισμό ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε μια ποικιλία εφαρμογών. Μία από τις εφαρμογές των μεταϋλικών είναι η χρήση τους σε κεραίες που μπορούν να χαραχθούν σε πλακέτες κυκλωμάτων και να καταλαμβάνουν πολύ λίγο χώρο. Είναι επομένως δυνατές μικροσκοπικές συσκευές που χρησιμοποιούν κεραίες, καθώς και μικρότερα κυκλώματα που ελέγχουν τις ευρυζωνικές συχνότητες και τη μετατόπιση φάσης στα ηλεκτρονικά.
Τα μεταϋλικά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα απεικόνισης που λειτουργούν σε αναλύσεις μεγαλύτερες από τα όρια μεγέθους μήκους κύματος φωτός. Οι εφαρμογές των μεταϋλικών σε αυτές τις περιπτώσεις κυμαίνονται από την αύξηση της πυκνότητας των μικρών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων έως τα ακριβή συστήματα ιατρικής απεικόνισης καθώς και τις συσκευές επιθεώρησης για την κατασκευή. Οι μετα-επιφάνειες που κατασκευάζονται από υλικά που μεταβάλλουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι οργανωμένες έτσι ώστε η γεωμετρία μικρής κλίμακας να επηρεάζει τον τρόπο κίνησης των κυμάτων. Οι ουσίες με τις οποίες κατασκευάζονται δεν έχουν τόσο μεγάλη επίδραση.
Τα συστήματα κεραιών και τα ηλεκτρονικά επικοινωνιών σε δορυφόρους μπορούν επίσης να ενσωματώσουν μεταϋλικά. Το μέγεθος ωφέλιμου φορτίου ελαχιστοποιείται, καθιστώντας ευκολότερη την εκτόξευση ενός μικρότερου δορυφόρου και λιγότερο δαπανηρή τη σχεδίαση και την κατασκευή του. Οι εφαρμογές μεταϋλικών περιλαμβάνουν επίσης μικρότερο εξοπλισμό ασφαλείας και συσκευές που χρησιμοποιούνται από τον στρατό. Οι επιστήμονες έχουν εφαρμόσει ακόμη και μεταϋλικά στη θεωρία της απόκρυψης, ή της κάμψης του φωτός έτσι ώστε ένα αντικείμενο να γίνει αόρατο. Μέχρι στιγμής, από το 2011, οι μηχανικοί μπόρεσαν να καλύπτουν ένα μήκος κύματος τη φορά, αλλά έχουν κάνει θεωρίες για εφαρμογές μεταϋλικών για τη βελτίωση της απόδοσης ασύρματων συσκευών, αποθήκευσης μνήμης και οπτικών φακών.