人類的曆史滾滾向前發展，科學技術也隨之發生著日月異的變化。如今材料科學的興起可以說是一件具有劃時代意義的大事。
其實材料的運用在很早以前就有，隻是由於時代的局限性沒有將它發展成為一門學科。其實材料發展的曆史從生產力的側麵可以反映了人類社會發展的文明史，因此曆史學家往往根據當時有代表性的材料將人類社會劃分為石器時代、青銅器時代和鐵器時代等。舊石器時代可追溯到公元前10萬年前左右。原始人采用天然的石、木、竹、骨等材料作為狩獵工具，但是生產效率非常低。公元前6000年，人類發明了火，掌握了鑽木取火的技術。有了火，不僅可以熟食、取暖、照明和驅獸，還可以燒製陶器。陶瓷材料的發明和應用，創造了新石器時代的仰韶文化，後來在製陶技術的基礎上又發明了瓷器。這是陶瓷材料發展的一次飛躍，瓷器（英譯名為China）的出現已成為中華民族文化的象征之一，對世界文化產生過深遠的影響。人們在大量地燒製陶瓷的實踐中，熟練地掌握了高溫加工技術，利用這種技術來燒煉礦石，逐漸冶煉出銅及其合青銅。可以說這是人類社會最早出現的金屬材料，它使人類社會從新石器時代轉入到青銅器時代。我國出土的大量古代青銅器說明，中國曆史上曾有過燦爛的青銅文化，僅由1965年在湖北望山一號楚墓中出土的2500年前越王勾踐的寶劍和青銅編鍾來看，當時青銅器生產工藝已達到了很高的水平。
煉銅技術發展為煉鐵應是順理成章的事。用鐵作為材料來製造農具，使農業生產力得到空前的提高，並促使奴隸社會解體和封建社會興起。鐵在農業上的廣泛應用，推動了以農業為中心的科學技術日益進步。我國從公元前3世紀起，即秦漢時代起就進入農業經濟發達社會，到了唐宋時代，經濟繁榮，科學文化發達，社會安定，國泰民安，處於盛世，形成了我國封建社會的科學文化高峰。正如英國李約瑟博士所說的：“在3～13世紀，中國保持一個讓西方人望塵莫及的科學知識水平”。
18世紀發明了蒸汽機，爆發了產業革命，小作坊式的手工操作被工廠的機械操作所代替。工業迅猛發展，生產力空前提高，迫切要求發展鐵路、航運，使生產出來的產品遠銷他國，占據國際市場。社會經濟的發展推動和促進了以鋼鐵為中心的金屬材料大規模發展，有力地摧毀了封建社會的生產方式，萌發了資本主義社會。
第二次世界大戰後各國致力於恢複經濟，發展工農業生產，對材料提出質量輕、強度高、價格低等一係列新的要求。具有優異性能和工程塑料部分地代替了金屬材料，合成纖維、合成橡膠、塗料和膠粘劑等都得到相應的發展和應用。合成高分子材料的問世是材料發展中的重大突破，從此以金屬材料、陶瓷材料和合成高分子材料為主體，建立了完整的材料體係，形成了材料科學。
進入20世紀80年代以來，在世界範圍內高新技術迅猛發展，國際上展開激烈的競爭，各國都想在生物技術、信息技術、空間技術、能源技術、海洋技術等領域占有一席之地。發展高新技術的關鍵往往與材料有關，因此新型材料的開發本身就成為一種高新技術，可稱為新材料技術，其標誌技術是材料設計或分子設計，即根據需要來設計具有特定功能的新材料。材料的重要性已被人們充分地認識，能源、信息和材料已被公認為當今社會發展的三大支柱。