تربط دراسة علوم وهندسة المواد خصائص المواد - الكيميائية الكهربائية والمغناطيسية والميكانيكية والبصرية - ببنيتها الداخلية أو بنيتها المجهرية. وفي المقابل، ترتبط البنية بالمعالجة - التصلب، والمعالجة الحرارية/الميكانيكية، وترسيب البخار وما إلى ذلك - وإلى "القوى الدافعة" الديناميكية الحرارية الأساسية والحركية التي تكمن وراء التغيرات في البنية، وبالتالي في الخصائص والسلوك. الأساسية للدراسة هي الأساليب النوعية والكمية للتحليل المجهري.
أقسام ${15 } كيمياء , فيزياء ${ 27} ، وتقدم العلوم الهندسية التخصص الفرعي في علوم المواد، والذي يمكن دمجه مع التخصصات في أي من المجالات الثلاثة. يتطلب التخصص الفرعي متطلبات مسبقة في الكيمياء والفيزياء ويتكون من الدورات الدراسية في علم المواد، وطرق الفيزياء التجريبية، وطرق توصيف المواد، والاختيارية من ثلاثة مجالات موضوعية مختلفة داخل الانضباط.