材料科学与工程(MaterialsScienceandEngineering)是一个多学科领域，涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。它是研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系的科学。涉及的理论包括固体物理学，材料化学，应用物理和化学，以及化学工程，机械工程，土木工程和电机工程。与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。随着近年来媒体将注意力大量集中在纳米科学和纳米技术上，材料科学在许多大学被推到了最前沿。它也是法医工程和失效分析中的一个重要组成部分。
材料科学可按多种方法进行分类。按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。实际应用中又常分为结构材料和功能材料。
材料科学与工程专业方向分类：
无机非金属材料
无机非金属材料是三大基础材料之一，包括结构陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷，耐火材料、玻璃、水泥等。研究内容主要包括固体电解质材料的制备，结构和性能研究;结构陶瓷的制备，组织结构和性能的研究;磁性材料、电性材料、压电陶瓷、半导体陶瓷等功能材料的制备和研究;古陶瓷和日用陶瓷的研究和开发。高温陶瓷、耐火材料的制备和开发等。
在申请过程中，一般来说GPA至少要达到3.0，对于申请不同学位，硕士或博士(硕博PhD)，每个学校可能会对申请者的GPA有不同要求。
美国排名前30的学校，通常要求IBT100以上，GRE总分1300以上，对verbal都会有单项要求，ResearchExperiences和Internship必须有一定的含金量;
排名50-70的学校，IBT90以上，GRE总分1200以上，部分学校对verbal单项也是有要求，ResearchExperiences和Internship需尽量多的参与和自己专业相关的项目;
排名100-120的学校，IBT至少80以上，GRE至少1150以上，ResearchExperiences和Internship有会对申请有一定促进作用，不同等级的学校在要求上会有所不同。
这个专业申请的人数相对于申请金属材料的人略多一点，目前该专业就业状况供求基本平衡，但在从事更高层次的材料人才却严重短缺，因此总体体来讲还是有很大的施展才华的空间。对于申请PHD的学生，争取能够发表PAPER，对申请也会有很大帮助。对于部分硬件条件一般的，可以在软件背景上来提升，弥补硬件的差距。对于本科生申请，GPA，GT成绩比较重要。
金属材料
金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基础的合金。通过对金属材料制备工艺及其原理的探索，将研究成果直接应用于现实生产是这一学科的主要目的。
美国排名较高的学校一般要求GPA达到3.2左右，每个排名档次的学校对TOEFL和GRE成绩有着不同的要求。
排名前30的学校，需要IBT105左右，GRE1350左右，ResearchExperiences和Internship尽量丰富;
排名50-70的学校，需要IBT90左右，GRE1250左右，ResearchExperiences和Internship较为丰富;
而100-120档次的学校，需要IBT80左右，GRE1200左右，ResearchExperiences和Internship有一定的实验经历就可以(这些主要是针对本科生)。这个专业方向申请的人数相对于无机材料不算多，所以竞争相对小一些，奖学金得到的几率则与自身的条件挂钩。关于未来的就业方向，大多数人会选择继续深入做研究类工作。
电子信息材料
电子信息材料是材料科学与当今信息时代重要的交叉学科之一，与当今世界迅速发展的信息技术密切相关，有着极其广阔的发展前景。专业方向指在微电子、光电子技术等领域中所用的材料，主要包括半导体微电子材料;光电子材料，电子陶瓷材料，磁性材料;光纤通信材料，存储材料;压电晶体与薄膜材料，绿色电池材料等。其研究内容非常广泛，包含了柔性晶体管、光子晶体等宽带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子材料等。电子信息材料是现在材料科学中最大的热门，所以申请人数也是最多的，竞争也就最为激烈。此专业发展非常迅速，尤其以半导体产业的发展为例，所以就业前景一片光明。因此申请难度也是最大的，不管是从硬件条件和软件条件都有很高的要求，申请者需要具备很强的背景。同时具备系统的材料物理学理论基础和熟练的实验技能，有扎实的数学、物理、外语、电子学和计算机科学基础。
高分子材料
高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，高分子材料已广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。研究内容包括活性聚合、新材料的合成与开发、聚合物结构与性能、反应性加工、先进复合材料及应用、超细材料及纳米材料、生物材料、新型功能材料、化学建材和化学纤维等。由于高分子材料发展十分迅速，所以申请这个专业的人数也稍微偏多，竞争相对激烈。
在就业方面可以从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作，就业前景很不错。所以美国大学的录取要求相对别的专业都会有所提高。一般来说需要物理或者化学以及跟高分子交叉的专业背景，GPA至少达到3.4以上，GRE平均分：Q>760，TOEFL平均分>88(美国牛校会比平均分高)，在申请过程中才会有一定的竞争力。申请高分子材料PHD的学生，如果已拿到MASTER学位，申请中美国大学看重ResearchExperiences和Internship，多于看申请者硬件条件，所以硬件条件一般的学生可以在ResearchExperiences和Internship以及PAPER上多下功夫。本科生如果要申请PHD学位，既要在保证硬件条件很好的情况下，尽可能的去多做项目，多进实验室，为自己的RESUME积累素材。关于奖学金，PHD的拿奖率大于MASTER，虽然学习时间会比较长，但是这个专业的回报率还是比较高的。