Sähkömagneettiset metamateriaalit ovat yhdisteitä, joilla on ainutlaatuisia rakenteellisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka eivät ole luonnollisia itse materiaaleille. Luodaan nanomittakaavan pintoja, jotka voivat vaikuttaa metamateriaalin reaktioon tavalliseen valoon sekä muihin säteilytyyppeihin, kuten mikroaaltouuniin, sillä rakenteelliset ominaisuudet ovat kooltaan pienempiä kuin säteilyn todellinen aallonpituus. Ominaisuuksia, kuten sähkömagneettisia metamateriaaleja, luodaan usein näytettäväksi, sisältävät ainutlaatuisia dielektrisiä vaikutuksia sekä negatiivisen taitekerroimen hopeametamateriaaleilla, joita voitaisiin käyttää superlenssien tekemiseen, jotka voisivat ratkaista muutaman nanometrin kokoisia ominaisuuksia tai joita voidaan käyttää ei-magneettisia esineitä.
Vaikka sähkömagneettisilla metamateriaaleilla on laaja valikoima mahdollisia sovelluksia, suurin osa tällaisia materiaaleja koskevasta tutkimuksesta on vuodesta 2011 lähtien keskittynyt edistyneiden antennien ja muiden magneettisiin järjestelmiin suunnatun mikroaaltouunin suunnitteluun. Nämä keinotekoisesti rakennetut materiaalit kykenevät kehittämään magneettisia piirteitä mikroaaltokenttien tai terahertsi-infrapunakenttien läsnä ollessa, jotka ovat suoraan sähkömagneettisen (EM) spektrin mikroaalto- ja näkyvän valon välillä. Tällaiset materiaalit eivät muuten olisi ei-magneettisia, ja tämän ominaisuuden stimulointia niissä kutsutaan fysiikassa vasemmanpuoleisen käyttäytymisen luomiseksi. Tällaisen käyttäytymisen luominen ei-magneettisissa laitteissa olisi tärkeätä kehittyneiden suodattimien ja säteensiirto- tai vaiheensiirtoelektroniikan valmistuksessa.
Metamateriaalien käyttö pienentäisi entisestään elektroniikkakomponentteja sekä tekisi piireistä ja antenneista valikoivammin vastaanottavaisia tai läpäisemättömiä EM -alueen eri kaistoille. Esimerkki yhdestä sovelluksesta sähkömagneettisten aaltojen hallinnan parantamiseksi olisi globaali paikannusjärjestelmä (GPS) -tekniikka, joka voisi lähettää tai estää tarkemman paikannussignaalin kuin se on tällä hetkellä mahdollista sotilaallisissa kohdistus- ja häirintäympäristöissä. Tämän parantuneen kyvyn mahdollistaa se, että sähkömagneettiset metamateriaalit ovat keinotekoisesti rakennettu materiaalimuoto, joka sekä vuorovaikutuksessa ympäröivien sähkömagneettisten aaltojen kanssa että ohjaa niitä, jolloin materiaalit ovat sekä lähettimiä että vastaanottimia.
Metamateriaalityypeillä, jotka osoittavat nämä ominaisuudet, on rakenteellisia piirteitä, jotka on suunniteltu angströmin mittakaavassa tai kooltaan noin kymmenesosa nanometristä. Tämä edellyttää useiden tieteenalojen yhteisiä ponnisteluja tällaisten materiaalien rakentamiseksi, mukaan lukien fysiikka, kemia ja nanoteknologian ja materiaalitieteen tekniikka. Kulta, hopea ja kuparimetallit sekä plasmat ja fotoniset kiteet ovat materiaaleja, joita on käytetty tällaisten sähkömagneettisten metamateriaalien rakentamisessa, ja tieteen edetessä metamateriaalien käyttö löytää yhä enemmän sovelluksia optiikan alalla. On teoreettista, että tällaiset metamateriaalit voivat lopulta muodostaa sähkömagneettisen näkymättömyyskentän muodon, jossa näkyvää valoa voitaisiin taivuttaa niiden ympärille peittääkseen läsnäolonsa.