Ένα μεταϋλικό είναι ένα υλικό με ειδικές ιδιότητες που προέρχονται από τη δομή του και όχι από τη χημική του σύνθεση. Το πιο γνωστό μεταϋλικό είναι υλικά με αρνητικό δείκτη διάθλασης, που σημαίνει ότι κάνουν το φως να κάμπτεται «με λάθος τρόπο» – δηλαδή πολύ περισσότερο από οποιοδήποτε υλικό με θετικό δείκτη διάθλασης.
Τα υλικά αρνητικού δείκτη διάθλασης έχουν εφαρμογές σε «υπερφακούς» – ειδικοί φακοί με δυνατότητα να διακρίνουν χαρακτηριστικά μικρότερα από το μήκος κύματος του ορατού φωτός και πιθανούς μανδύες αορατότητας που κατευθύνουν ομαλά το ορατό φως γύρω από ένα αντικείμενο αντί να το απορροφούν ή να το ανακλούν συμβατικά. Αυτά τα υλικά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην πλασμονική, μια νέα εξωτική περιοχή υπολογιστών που εκμεταλλεύεται τα κύματα πυκνότητας στους φορείς φόρτισης για υπολογισμούς.
Τα περισσότερα μεταϋλικά χρησιμοποιούνται για εφαρμογές που σχετίζονται με τον ηλεκτρομαγνητισμό και την οπτική, όπως ρυθμιστές δέσμης, διαμορφωτές, φίλτρα διέλευσης ζώνης, φακοί κ.λπ. Είναι επαναλαμβανόμενα πλέγματα κυψελοειδών στοιχείων, με μέγεθος κυψέλης περίπου ίσο με αυτό του μήκους κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας προσπαθούν να συνεργαστούν. Έτσι, ένα μεταϋλικό που έχει σχεδιαστεί για να επαναδρομολογεί τα μικροκύματα θα έχει κύτταρα στην περιοχή χιλιοστών, ενώ ένα μεταϋλικό που έχει σχεδιαστεί για εφαρμογές οπτικών θα έχει πολύ μικρότερα κελιά, γύρω στα 380 nm – 780 nm.
Τα μεταϋλικά συχνά συνδέονται με τη νανοτεχνολογία επειδή οι μικροσκοπικές επαναλαμβανόμενες δομές κυψελών που χρησιμοποιούνται για εφαρμογές οπτικών μετρώνται σε νανόμετρα. Η δημιουργία μεταϋλικών μπορεί να απαιτεί νέες μεθόδους κατασκευής, που γίνονται εφικτές μόνο μέσω της νανοτεχνολογίας. Καθώς η νανοτεχνολογία προχωρά τις επόμενες δεκαετίες, θα ξεκλειδώσει νέα μεταϋλικά και θα μειώσει το κόστος τους.
Υπάρχει τουλάχιστον ένα γνωστό φυσικό μεταϋλικό – το οπάλιο. Το οπάλιο αποτελείται από κριστοβαλίτη, ένα πολύμορφο υψηλής θερμοκρασίας χαλαζία και τριδυμίτη που παράγεται σε ηφαιστειακές εκρήξεις. Το προκύπτον υλικό αποτελείται από έναν τεράστιο αριθμό μικροσκοπικών ορυκτών κυψελών που συνεχώς υποχωρούν σε σχέση με ένα άλλο, δημιουργώντας το εφέ μακρο-κλίμακα μιας όμορφης απεικόνισης πολλαπλών χρωμάτων, με κυριότερο ένα λαμπρό μπλε. Η έρευνα για τα φυσικά οπάλια και τις ιδιότητες μεταϋλικών συνεχίζεται.