Antena metamaterial adalah antena yang sangat kecil dan kuat yang dapat diproduksi ke permukaan papan sirkuit. Ini terdiri dari metamaterial, yang terdiri dari elemen mikroskopis yang memungkinkan gelombang frekuensi radio melewatinya dengan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan material tradisional. Diklasifikasikan sebagai bahan indeks mendekati nol, ia menekuk dan memantulkan radiasi elektromagnetik tegak lurus terhadap substrat. Antena dapat diukir pada papan sirkuit menggunakan bahan sirkuit dan tembaga biasa, sehingga proses pembuatannya cepat dan murah. Antena kecil seperti itu dapat dimasukkan ke papan sirkuit apa pun, dan telah digunakan di ponsel dan berbagai perangkat genggam.
Bahan ini memungkinkan antena untuk membengkokkan gelombang frekuensi radio sehingga efisiensinya bahkan lebih tinggi daripada jenis antena yang lebih besar. Sebagian besar sinyal terpancar dari antena, karena indeks bias yang tinggi, atau kemampuan material untuk mengarahkan radiasi menjauh, daripada memantulkannya kembali. Antena metamaterial memiliki indeks bias negatif, berbeda dengan zat seperti kaca atau udara. Pada sebagian kecil dari ukuran panjang gelombang, metamaterials adalah komposit yang dapat diproduksi sesuai dengan jenis kemampuan yang dibutuhkan oleh aplikasi. Sistem antena mini cocok untuk komunikasi nirkabel, karena mendukung output dan kecepatan tinggi yang diandalkan oleh banyak orang dan bisnis.
Sifat fisik ini memungkinkan kelas antena metamaterial yang efisien, sehingga ponsel tidak akan menggunakan banyak daya, misalnya. Ruang yang digunakan pada papan sirkuit lebih sedikit daripada antena tradisional, sehingga antena metamaterial dapat ditempatkan pada papan yang lebih kecil dan sambil memberikan ruang untuk berbagai komponen yang dibutuhkan oleh perangkat agar berfungsi. Sejak teknologi ini diteliti dan dikembangkan mulai sedikit lebih dari satu dekade yang lalu, jutaan antena ini ada di pasaran pada 2011 dan produksinya terus bertambah.
Komunikasi nirkabel hanyalah salah satu aplikasi metamaterial, seperti penerapan sistem komunikasi 4G untuk perangkat seluler berbasis konsumen dan bisnis. Antena metamaterial dapat digunakan untuk komunikasi darurat serta radar yang digunakan untuk tujuan geologis dan untuk memantau aktivitas di terowongan. Metamaterial membelokkan cahaya dan sinyal lain secara berbeda dari materi lain yang ditemukan di alam. Para ilmuwan berspekulasi bahwa, selain digunakan untuk antena metamaterial, antena ini dapat dibuat untuk membuat lensa atau pelapis masa depan yang membuat objek tidak terlihat.