Un material pot ésser un element químic d’un grau de puresa determinat (silici per a l’electrònica), un compost (polímer), un agregat (aglomerat, compòsit), una suspensió col·loidal (ferrofluid), una solució sòlida (una classe d’aliatges), etc., i pot ésser definit també pel procés d’obtenció (electroquímic, sinteritzat) o per les aplicacions (material de construcció, biomaterial).
Els materials en estat sòlid es classifiquen en tres grups bàsics: metalls (normalment, combinacions d’elements metàl·lics), ceràmiques (tradicionals, com l’argila, el vidre i el ciment; noves, com els carburs, les alúmines i les zircònies) i polímers (plàstics i cautxús), a més d’un quart grup, els compòsits, que són combinacions, de dos en dos, de materials dels tres grups bàsics (ciment reforçat amb fibra de vidre, cermets), encara que de vegades la substància és la mateixa i l’únic que en varia és l’estructura (per exemple, fibres de carboni en una matriu de carboni).
La invenció de materials, un aspecte essencial del progrés tècnic des de la revolució neolítica, si més no, esdevé sistemàtica a partir de la Segona Guerra Mundial i s’intensifica encara dels anys vuitanta ençà. Molts materials són el resultat d’haver estudiat les propietats d’una nova espècie química o d’una nova mescla i d’haver trobat que satisfeien una necessitat social, però cada cop més té lloc el procés invers, que se'n pot dir d’invenció a mida: primer de tot hi ha la definició a priori de les propietats que ha de tenir un material inexistent perquè acompleixi una funció determinada; i en segon lloc ve la recerca empírica, fins a trobar un material amb les propietats preestablertes (pes específic, resistència als esforços, comportament tèrmic, elèctric, etc.).
Un cas il·lustratiu d’invenció a mida és l’elaboració d’un compòsit de fibres en una matriu, simultàniament amb la de l’objecte que el conté, disposant les fibres que donen a aquest material una resistència elevada, segons l’orientació òptima per a suportar els esforços a què estarà sotmès l’objecte. Un procés més avançat d’invenció de materials consisteix a guiar-se directament per càlculs que relacionin una estructura molecular determinada amb unes certes propietats, i a crear experimentalment les condicions previstes per la teoria. I hi ha un altre camí incipient que recorre als microorganismes com a productors de materials o bé reprodueix en els compòsits les microestructures de la matèria viva (per exemple, la disposició de les fibres d’un vegetal). La demanda de nous materials, que sovint ha tingut la indústria bèl·lica com a primer motor, prové de tots els sectors de l’activitat social.