vitenskap som beskjeftiger seg med grunnleggende kunnskap om materialers struktur, deres kjemiske, fysiske og mekaniske egenskaper og hvorledes slike egenskaper påvirkes av sammensetningsmessige, strukturelle og andre forhold. Materialvitenskapen konsentrerer seg om grunnleggende sammenhenger på atom- og mikronivå, mens materialteknikken fokuserer på hvordan materialer fremstilles, formes, bearbeides, sammenføyes og anvendes til komponenter, produkter og konstruksjoner. Materialteknologi benyttes som overordnet betegnelse.
Typer av materialer. Materialvitenskap omfatter studier av strukturelle materialer (også betegnet konstruksjonsmaterialer) og funksjonelle materialer. Disse er normalt av ren uorganisk eller organisk natur. Hertil kommer kompositter og hybridmaterialer.
For strukturelle materialer står mekaniske egenskaper i fokus. Slike materialer i form av lettmetaller, stål, betong, polymerer, kompositter, tre m.m. til ulike konstruksjoner. De inngår som bærende elementer i biler, fly, rørledninger, boreplattformer, broer, hus, kabler, møbler og emballasje. I Norge har materialteknologisk forskning og industri tradisjonelt vært fokusert mot strukturelle materialer. Disse har stor betydning for norsk verdiskaping, både gjennom material- og vareproduksjon, og gjennom avansert bruk i forbindelse med bl.a. olje- og gassproduksjon, marin og maritim virksomhet.
For funksjonelle materialer står anvendbare kjemiske og fysiske egenskaper i fokus. Utviklingen av slike materialer har i de siste 10–60 år bidratt internasjonalt til viktige teknologiske gjennombrudd. Halvledermaterialer har gitt opphav til transistorer og datamaskiner, magnetiske materialer til permanentmagneter, videotaper og datalagring, optiske materialer til lasere og skjermer (displays), katalysatorer til effektive prosessanlegg for fremstilling av kjemiske stoffer og rensing av avgasser, solcellematerialer til omforming av solenergi til elektrisk energi, elektroaktive materialer til elektroder og nye typer batterier m.m. Norsk forskning og næringsliv har så langt hatt en mer moderat rolle, men et raskt voksende felt er f.eks. silisiumbaserte solceller.
Betydning. Den samlede produksjonsverdi fra materialproduserende industri og teknologibedrifter i Norge var i 2003 på omlag 190 milliarder kroner og utgjorde ca. 40 % av samlet landbasert industriproduksjon. Materialteknologi er dermed et viktig kompetanse-område for Norge. Internasjonalt vil den gi økt verdiskaping innen vekstsektorer som informasjons- og kommunikasjonsteknologi, mikrosystemer, energiteknologi, medisinsk teknologi og miljøteknologi. Funksjonelle materialer står i denne sammenheng sentralt. Bevisstheten om at nye og forbedrede egenskaper kan oppnås ved at materialer samt komponenter lages med en størrelse på nanometernivå, har gitt opphav til stor fokus på nanoteknologi.
Materialvitenskap utvikles i stadig mer tverrfaglig retning, der kunnskaper trekkes inn fra bl.a. kjemi, fysikk og biologi. Forskningen krever avanserte teknikker for å bestemme kjemisk sammensetning, atomarrangement og egenskaper på ulike lengdeskalaer (fra atomært nivå, via nanopartikler til store legemer), på ulike tidsskalaer (for å studere tidsavhengige fenomener) og under reelle betingelser. Utvikling av stadig kraftigere datamaskiner og tilgang til tungregnefasiliter muliggjør krevende modelleringer og teoretiske beregninger. Dermed gis eksperimentelle studier en stadig sterkere teoretisk basis.
Materialvitenskap har viktige koblinger mot medisinsk forskning og -teknologi. Biokompatible materialer benyttes i implantater, f.eks. hofteproteser. Viktig i denne sammenheng er å utvikle materialer som ikke frastøtes og dermed har optimale grenseflater til levende vev.
I 2003 ble det avanserte MiNa-laboratoriet åpnet i Oslo. Fokus er mikro- og nanoteknologisk forskning for fremtidens instrumenteringssamfunn. De fire tunge forskningsinstitusjonene innen materialteknologi, IFE, NTNU, SINTEF og Universitetet i Oslo samarbeider tett innen feltet.