Lĩnh vực khoa học - công nghệ vật liệu bao gồm: Vật liệu kim loại và vật liệu tổ hợp; vật liệu và linh kiện điện tử, điện từ; vật liệu và linh kiện quang học; vật liệu xúc tác và vật liệu bảo vệ chống ăn mòn; vật liệu y sinh, vật liệu năng lượng mới; vật liệu và công nghệ na-nô; vật liệu thân thiện với môi trường... Hiện cả nước có không ít đơn vị nghiên cứu về khoa học và công nghệ vật liệu, nhưng dám đi vào những vấn đề mới và phức tạp, gắn nghiên cứu cơ bản với triển khai ứng dụng vào thực tế cuộc sống chưa có nhiều. Một cán bộ quản lý ở Viện Khoa học vật liệu (thuộc Viện KH và CN Việt Nam) cho biết: Hằng năm Viện triển khai thực hiện khoảng hơn 40 đề tài, dự án các cấp. Chẳng hạn năm 2011, đội ngũ cán bộ ở đây đã đảm nhận sáu đề tài độc lập cấp nhà nước, 29 đề tài nghiên cứu cơ bản thuộc quỹ NAFOSTED, chín đề tài tuyển chọn theo chín hướng ưu tiên cấp Viện KH và CN Việt Nam, bốn đề tài hợp tác quốc tế song phương... với tổng kinh phí hơn 20 tỷ đồng.

Ðiều dễ nhận ra là khoảng năm năm trở lại đây, khá nhiều đề tài tập trung vào nghiên cứu các loại vật liệu mới mà thế giới đang quan tâm như vật liệu na-nô với định hướng ứng dụng cao trong hoạt động của ngành y - sinh học, môi trường; về chuyển đổi và tích trữ năng lượng từ mặt trời... Từ các đề tài "Nghiên cứu công nghệ chế tạo một số vật liệu hạt na-nô có từ tính nền Fe2O3 định hướng ứng dụng trong y - sinh" và "Nghiên cứu công nghệ chế tạo các hạt na-nô vô cơ, hữu cơ được bọc bởi những pô-li-me tương thích dùng trong y học" do GS, TS KH Nguyễn Xuân Phúc chủ trì, thông qua các thử nghiệm trên chuột, đã cho một kết quả khả quan là chúng ta có thể sử dụng vật liệu na-nô vào việc điều trị một số bệnh lý phức tạp, trong đó có ung thư. Sản phẩm chấm lượng tử bán dẫn CdTe, CdSe phát quang hiệu suất cao là kết quả từ các đề tài nghiên cứu "Công nghệ chế tạo ba loại chấm lượng tử bán dẫn ứng dụng trong chiếu sáng hiệu suất cao" do GS Nguyễn Quang Liêm chủ trì, "Phát triển và ứng dụng kỹ thuật na-nô quang tử cho đánh dấu nghiệp vụ" do các PGS Vũ Thị Bích và Phạm Thu Nga thực hiện; là đề tài liên viện "chế tạo và sử dụng các chấm lượng tử CdSe/ZnS với các lớp vỏ đã được biến tính làm chất đánh dấu huỳnh quang sinh học, phục vụ sản xuất và xuất khẩu các sản phẩm nông nghiệp "(GS Nguyễn Quang Liêm chủ trì"... Kết quả và triển vọng ứng dụng của các nghiên cứu này cho thấy, các nhà khoa học Việt Nam không chỉ có các phát hiện mới so với công nghệ đã và đang triển khai trên thế giới, mà chúng ta còn chủ động sản xuất được các chấm lượng tử CdTe, CdSe có chất lượng cao (giá thành chỉ bằng 20 đến 30% so nhập ngoại); vừa cung cấp cho các cơ sở nghiên cứu, vừa giúp các cơ quan quản lý trong việc phát hiện dư lượng thuốc trừ sâu, chất bảo quản,  thuốc tăng trọng... trong nông sản thực phẩm, nhất là xác định tế bào ác tính trong bệnh ung thư ở người. Cũng từ các kết quả nghiên cứu cơ bản và định hướng ứng dụng, đội ngũ cán bộ ngành khoa học vật liệu năm qua đã công bố 135 bài báo khoa học, trong đó có 40 công trình được công bố trên các tạp chí quốc tế có uy tín (đạt tiêu chuẩn ISI). Ðồng thời xuất bản được năm cuốn sách chuyên khảo về các lĩnh vực vật liệu na-nô, vật liệu pô-li-me, vật liệu dẫn sóng, vật liệu quang tử có cấu trúc tuần hoàn và an ninh năng lượng. Mặt khác, trên cơ sở triển khai các đề tài nghiên cứu cơ bản, có tính ứng dụng cao không ngừng tăng lên đã giúp Viện Khoa học vật liệu mở rộng đào tạo nghiên cứu sinh lên hơn 40 người/năm.

Không dừng lại ở hoạt động nghiên cứu cơ bản, các cán bộ Viện Khoa học vật liệu thường xuyên coi trọng công tác chuyển giao công nghệ vào thực tế sản xuất, kinh doanh. Hằng năm, Viện thực hiện 25 đến 30 hợp đồng kinh tế với các doanh nghiệp, nhà máy thuộc các ngành, nghề khác nhau. Ðó là công nghệ vật liệu siêu nhẹ cho các công trình dân dụng, công nghệ tro bay từ xỉ than (làm phụ gia) phục vụ xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La. Một số các tiến bộ kỹ thuật mới được áp dụng từ năm 2009 đến nay như: Hệ thống thiết bị giám sát rò rỉ khí CO, HC và H₂ ở Công ty cổ phần kỹ thuật công nghiệp TP Hồ Chí Minh; là chế tạo anốt kẽm, anốt nhôm chống ăn mòn tàu biển cho Công ty đóng tàu Phà Rừng, Công ty công nghiệp tàu thủy Nam Triệu. Ðặc biệt gần đây, các nhà khoa học vật liệu, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đã có hợp đồng cung cấp thiết bị phân tích bằng huỳnh quang tia X và phương pháp kiểm định chất lượng vàng, đã giúp một số doanh nghiệp nhập khẩu vàng nguyên liệu phát hiện ra các kim loại nặng và tạp chất, hoặc hợp đồng công nghệ chế tạo niken điện phân từ bã thải công nghiệp mạ điện. Công nghệ thu hồi niken từ bã thải công nghiệp, bằng phương pháp điện phân cho phép chế tạo niken có độ sạch cao, góp phần giảm nhập khẩu đáng kể mặt hàng này cho một số đơn vị công nghiệp. Ðáng chú ý là, hơn bốn năm nay, sản phẩm niken được chế tạo từ bã thải mạ điện của Viện Khoa học vật liệu đã được các Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên, Nhà máy chế tạo bơm Hải Dương, Công ty cổ phần cơ khí Mê Linh sử dụng vào việc chế tạo các loại thép hợp kim cao cấp cho trục cán, vỏ máy bơm, hay vật liệu chịu lực và chịu nhiệt cao