本教材分为上中下三篇。上篇主要介绍不同材料所具有的共性规律，主要包括原子结构及结合键、晶体学基础、扩散、凝固与结晶、相图理论及相变基础。中篇主要介绍传统工程材料(金属、陶瓷、高分子及复合材料)的结构、性质、成分、加工工艺及应用前景。下篇以专题综述的形式，主要介绍纳米材料、单原子催化剂、导电高分子等新材料在绿色化工催化、环境处理、生物医学和能源存储等方面的应用。每章之后均设置思考题或习题，方便学生自我检验学习效果。