Det finns många grenar av vetenskapen, men alla vetenskapsområden har ett unikt övergripande mål, som är att främja förståelsen av naturliga processer för att kunna svara på frågor och lösa problem. Materialvetenskap, som namnet antyder, är den gren av vetenskapen som är tillägnad studien av material. Det är den vetenskapsgren som försöker förstå varför material beter sig som de gör. I ett försök att upptäcka dessa fakta, försökte materialforskare förstå egenskaperna hos olika material, hur de bearbetas, deras mikrostruktur och hur dessa olika element relaterar till varandra. Att få denna förståelse har många användbara tillämpningar.
Verktygen som används i dagens materialvetenskap tillåter materialforskare att inte bara observera praktiskt taget varje atom av ett givet material utan också att manipulera dessa atomer. Genom denna manipulation kan forskare producera hybridmaterial med mycket distinkta egenskaper. Tack vare materialvetenskap är det möjligt att tillverka högtemperaturlegeringar, halvledar- och supraledarmaterial, nanomaterial, biomaterial och en hel rad andra material. Denna förmåga har underblåst extraordinära biologiska och tekniska landvinningar.
Även om det är ett område för sig själv, anses materialvetenskap vara ett tvärvetenskapligt område eftersom det går in i områdena kemi, fysik, biologi och teknik. Skyskrapor skulle inte vara möjliga utan det arbete som gjorts inom materialvetenskap. De integrerade kretsarna som används i stationära och bärbara datorer möjliggörs av arbete som utförs inom materialvetenskap. Med nästan alla moderna framsteg är det möjligt att visa hur materialvetenskap spelade en viktig roll i dess uppfinning.
Teknisk innovation är ofta beroende av inte bara förståelsen av material, utan tillgången på avancerade material. Området materialvetenskap fyller detta behov. Materialvetenskap är inte ett nytt vetenskapsområde på något sätt. Människor har studerat material i tusentals år, men i olika grad av djup. Oavsett om det är smink, smycken, mynt, vapen eller något annat som har uppfunnits, så har materialvetenskapen haft en finger med i det hela.