Malzeme bilimi ve mühendisliğinin temelleri, malzemelerin yapısını, özelliklerini, üretim yöntemlerini ve kullanım alanlarını inceleyen bir disiplini kapsar. Bu temel konular şunlardır: 1. Malzeme Karakterizasyonu: Malzemelerin yapısal, mekanik, termal ve elektriksel özelliklerinin belirlenmesi. 2. Malzeme İmalatı: Malzemelerin nasıl üretileceği, hangi yöntemlerin kullanılacağı ve parametrelerin kontrol edilmesi. 3. Malzeme Mekaniği: Malzemelerin deformasyon, gerilme, kırılma ve yorulma gibi mekanik davranışlarının analizi. 4. Atomik ve Mikroyapı: Malzemelerin atomik düzeni ve mikro yapısal özellikleri. Uygulama alanları ise enerji, sağlık, yapı, otomotiv, havacılık, elektronik ve çevre gibi çeşitli endüstrileri içerir.