Kaikki maailmankaikkeuden materiaalit on rakennettu tietyllä tavalla. Materiaalitieteilijä tutkii tätä rakennetta saadakseen uutta tietoa uusien materiaalien luomisesta. Pohjimmiltaan materiaalitieteilijä on henkilö, joka etsii uutta tietoa materiaaleista. Esimerkiksi heinäkuussa 2009 Stanford Institute for Material Science löysi uuden materiaalin, joka on samanlainen kuin pii, mutta parempi. Kokeilemalla erilaisia kemikaaleja ja materiaaleja tutkijat voivat määrittää, miten uusia materiaaleja voidaan käyttää parantamaan maailmaa.
Suurin osa asioista, joita ihmiset käyttävät jokapäiväisessä elämässään, kuten saippua, kengät, meikki, kupit, astiat ja paljon muuta, on kaikki materiaalitieteilijä. Tutkijat ovat tunnetuimpia roolistaan pakkausmateriaalien luomisessa. Materiaalitieteilijän päätavoite on ymmärtää vanhoja materiaaleja, jotta voidaan luoda uusia materiaaleja, joilla on paremmat ominaisuudet. Luodut materiaalit voivat olla jotain yksinkertaista kuin kosmetiikka jotain monimutkaisempaa, kuten tietokoneen sirua. Materiaalitieteilijät tutkivat monenlaisia tuotteita ja tekniikoita ja työskentelevät useiden yritysten kanssa uusien materiaalien kehittämisessä.
Materiaalitieteilijä tutkii usein aineen koostumusta ja rakennetta rakentaakseen uusia asioita. Uusien luomusten lisäksi tiedemies löytää myös tapoja parantaa jo olemassa olevia materiaaleja. Materiaalitieteilijöiden velvollisuus on myös oppia vahvistamaan materiaalia niin, että asiat ovat kestävämpiä. Materiaalitutkijat keksivät, miten puu voidaan kivittää niin, että se kestää paremmin tuholaisia, ja he tekevät keinotekoisista materiaaleista kevyempiä, kovempia, vahvempia ja kestävämpiä.
Materiaalitiede on usein vahvasti mukana ympäristötutkimuksissa, ja sen tavoitteena on luoda kestävää kehitystä ja vähentää jätettä maailmassa. Useimmat materiaalitieteilijät työskentelevät valmistusyrityksissä, jotka tuottavat orgaanisia kemikaaleja, maaleja, lannoitteita, synteettisiä materiaaleja, muovia ja paljon muuta. Tiede vaatii kemian, sovelletun fysiikan ja erityyppisten tekniikoiden opiskelua, joten useimmissa tapauksissa materiaalitieteilijöillä on tutkinto erityisesti fysiikasta tai kemiasta.
Joskus materiaalitieteilijä käyttää uutta tietoa parantaakseen maaleja, liimoja, synteettikuituja ja tuhansia muita jokapäiväisiä tuotteita. Materiaalitieteilijän päätavoite on parantaa nykyisin saatavilla olevia materiaaleja sekä vähentää saastumista ja energiaa. Toivottavasti materiaalitieteilijöillä on tulevaisuudessa rooli ympäristön säästämisessä valtavien jätemäärien haitallisilta vaikutuksilta luomalla parempia materiaaleja.