Υπάρχουν πολλοί κλάδοι της επιστήμης, αλλά όλοι οι τομείς της επιστήμης έχουν έναν μοναδικό γενικό στόχο, ο οποίος είναι η προώθηση της κατανόησης των φυσικών διεργασιών προκειμένου να απαντηθούν ερωτήσεις και να λυθούν προβλήματα. Η επιστήμη των υλικών, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι ο κλάδος της επιστήμης που είναι αφιερωμένος στη μελέτη των υλικών. Είναι ο κλάδος της επιστήμης που επιδιώκει να κατανοήσει γιατί τα υλικά συμπεριφέρονται με τον τρόπο που συμπεριφέρονται. Σε μια προσπάθεια να ανακαλύψουν αυτά τα γεγονότα, οι επιστήμονες υλικών ξεκίνησαν να κατανοήσουν τις ιδιότητες διαφορετικών υλικών, τον τρόπο επεξεργασίας τους, τη μικροδομή τους και πώς αυτά τα διαφορετικά στοιχεία σχετίζονται μεταξύ τους. Η απόκτηση αυτής της κατανόησης έχει πολλές χρήσιμες εφαρμογές.
Τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη επιστήμη των υλικών επιτρέπουν στους επιστήμονες των υλικών όχι μόνο να παρατηρούν ουσιαστικά κάθε άτομο οποιουδήποτε δεδομένου υλικού αλλά και να χειρίζονται αυτά τα άτομα. Μέσω αυτού του χειρισμού, οι επιστήμονες είναι σε θέση να παράγουν υβριδικά υλικά με ιδιαίτερα διακριτικές ιδιότητες. Χάρη στην επιστήμη των υλικών, είναι δυνατή η κατασκευή κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας, ημιαγωγών και υπεραγωγών υλικών, νανοϋλικών, βιοϋλικών και μιας ολόκληρης σειράς άλλων υλικών. Αυτή η ικανότητα έχει τροφοδοτήσει εξαιρετικά βιολογικά και τεχνολογικά επιτεύγματα.
Αν και ένα πεδίο από μόνο του, η επιστήμη των υλικών θεωρείται ένα διεπιστημονικό πεδίο, επειδή περνά στους τομείς της χημείας, της φυσικής, της βιολογίας και της μηχανικής. Οι ουρανοξύστες δεν θα ήταν δυνατοί χωρίς τη δουλειά που έγινε στην επιστήμη των υλικών. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα που χρησιμοποιούνται σε επιτραπέζιους και φορητούς υπολογιστές καθίστανται δυνατά με την εργασία που γίνεται στον τομέα της επιστήμης των υλικών. Με σχεδόν οποιαδήποτε σύγχρονη πρόοδο, είναι δυνατό να δείξουμε πώς η επιστήμη των υλικών έπαιξε σημαντικό ρόλο στην εφεύρεσή της.
Η τεχνολογική καινοτομία συχνά βασίζεται όχι μόνο στην κατανόηση των υλικών, αλλά και στη διαθεσιμότητα προηγμένων υλικών. Ο τομέας της επιστήμης των υλικών καλύπτει αυτή την ανάγκη. Η επιστήμη των υλικών δεν είναι ένας νέος τομέας της επιστήμης από κάθε άποψη. Οι άνθρωποι μελετούν υλικά για χιλιάδες χρόνια, αλλά σε διαφορετικούς βαθμούς βάθους. Είτε πρόκειται για μακιγιάζ, κοσμήματα, νομίσματα, όπλα ή οτιδήποτε άλλο έχει εφευρεθεί, η επιστήμη των υλικών συνέβαλε σε όλα αυτά.