Malzeme biliminin temel konuları şunlardır: 1. Malzeme Yapısı: Malzemelerin atomik ölçekten makro ölçeğe kadar yapılarının incelenmesi. 2. Malzeme Özellikleri: Mekanik, kimyasal, elektriksel, termal ve optik gibi malzemelerin çeşitli özelliklerinin belirlenmesi. 3. Sentez ve İşleme: Malzemelerin istenen mikroyapı veya nanoyapıya sahip olacak şekilde üretilmesi. 4. Termodinamik ve Kinetik: Kimyasal tepkimeler, manyetizma ve difüzyon gibi malzeme bilimindeki genel fenomenlerin incelenmesi. 5. Malzeme Karakterizasyonu: Malzemelerin tanımlanması, sınıflandırılması ve karakterizasyon yöntemleri (mikroskopik analizler, X-ışını difraksiyonu, termal analiz vb.). 6. Malzeme Tasarımı ve Keşfi: Yeni malzemelerin geliştirilmesi ve mevcut malzemelerin iyileştirilmesi için deneysel, teorik ve hesaplamalı yaklaşımlar.