A Ciência dos materiais envolve a pesquisa das relações entre estruturas e as propriedades dos materiais, enquanto a Engenharia de materiais consiste em encontrar aplicação dos materiais com base nas correlações estrutura-propriedade. Os materiais sólidos são classificados em três grupos principais: materiais metálicos, materiais cerâmicos e materiais poliméricos ou plásticos. Esta classificação é baseada na estrutura atômica e nas ligações químicas predominantes em cada grupo. Um quarto grupo, englobado nesta classificação nas últimas décadas, é o grupo dos materiais compósitos.