Tieteenaloja on monia, mutta kaikilla tieteenaloilla on yksittäinen yleistavoite, joka on edistää luonnollisten prosessien ymmärtämistä, jotta voidaan vastata kysymyksiin ja ratkaista ongelmia. Materiaalitiede, kuten nimestä voi päätellä, on tieteen haara, joka on omistettu materiaalien tutkimukselle. Se on tieteen haara, joka pyrkii ymmärtämään, miksi materiaalit käyttäytyvät niin. Yrittäessään löytää nämä tosiasiat materiaalitieteilijät pyrkivät ymmärtämään eri materiaalien ominaisuuksia, niiden käsittelytapoja, mikrorakennetta ja sitä, miten nämä eri elementit liittyvät toisiinsa. Tämän ymmärryksen hankkiminen sisältää monia hyödyllisiä sovelluksia.
Nykyajan materiaalitieteen työkalut mahdollistavat materiaalitieteilijöiden paitsi havaita lähes minkä tahansa materiaalin jokaisen atomin, mutta myös manipuloida näitä atomeja. Tämän manipulaation avulla tutkijat pystyvät tuottamaan hybridimateriaaleja, joilla on erittäin erottuvia ominaisuuksia. Materiaalitieteen ansiosta on mahdollista valmistaa korkean lämpötilan seoksia, puolijohde- ja suprajohdemateriaaleja, nanomateriaaleja, biomateriaaleja ja monia muita materiaaleja. Tämä kyky on lisännyt poikkeuksellisia biologisia ja teknologisia saavutuksia.
Vaikka materiaalitiede on kenttä itsessään, sitä pidetään monitieteisenä alana, koska se ulottuu kemian, fysiikan, biologian ja tekniikan aloille. Pilvenpiirtäjät eivät olisi mahdollisia ilman materiaalitieteen työtä. Pöytä- ja kannettavissa tietokoneissa käytettävät integroidut piirit ovat mahdollisia materiaalitieteen alalla tehdyn työn ansiosta. Lähes millä tahansa nykyajan kehityksellä on mahdollista osoittaa, kuinka materiaalitieteellä oli merkittävä rooli sen keksinnössä.
Teknologiset innovaatiot riippuvat usein paitsi materiaalien ymmärtämisestä myös kehittyneiden materiaalien saatavuudesta. Materiaalitieteen ala täyttää tämän tarpeen. Materiaalitiede ei ole mikään uusi tieteen ala millään mielikuvituksella. Ihmiset ovat tutkineet materiaaleja tuhansia vuosia, mutta eri syvyydessä. Olipa kyse meikistä, koruista, kolikoista, aseista tai mistä tahansa muusta keksinnöstä, materiaalitieteellä on ollut käsi kaikessa.