人类社会的进步历程，离不开材料科学的不断发展。自旧石器时代以来，石头工具开启了人类历史，随后进入新石器时代，通过陶器的烧制，人们发展了冶铜技术，青铜器时代随之而来。公元前1200年，铸铁的使用标志着铁器时代的开始，钢铁工业在18世纪产业革命中扮演重要角色。19世纪的炼钢技术革新，引领了钢铁时代的到来，金属材料成为主导。
20世纪中叶，科技飞跃，新材料的出现改变了历史。人工合成高分子材料如尼龙、聚乙烯等塑料，以及维尼纶、合成橡胶等，迅速崭露头角，与金属材料并驾齐驱，成为国民经济和尖端科学的支柱。陶瓷材料也在50年代通过合成化工原料的进步，发展为先进陶瓷，满足了电力、电子和航天技术的需求。
结构材料的发展，如半导体材料的兴起，推动了功能材料的进步。从电子管到晶体管的转变，标志着信息时代的到来。现代材料科学中，金属、非金属无机材料和高分子材料的融合，催生了复合材料这一新兴领域。复合材料凭借优异性能，不仅在航空航天领域广泛应用，还扩展到民用工业、能源技术和信息技术等多个领域。
材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能，以及它们之间相互关系的科学。材料科学是多学科交叉与结合的结晶，是一门与工程技术密不可分的应用科学。中国的材料科学研究水平位居世界前列，有些领域甚至居于世界领先水平。