本书共10章，既包含材料科学的物理基础理论，又涵盖了材料物理性能学的基本内容。第1章介绍材料的发展，第2章介绍量子力学基础，第3章介绍晶体的物理性质，第4章介绍晶格振动和能带理论，第5章介绍材料的力学性能，第6章介绍材料的热学性能，第7章介绍材料的电学性能，第8章介绍材料的介电学性能，第9章介绍材料的磁学性能，第10章介绍材料的光学性能。

本书系统介绍近年来作者在超高温材料力学性能方面的理论建模、数值模拟和实验研究成果。本书分上下册。上册共5章，内容包括：绪论、超高温材料热力耦合本构关系、超高温陶瓷材料温度相关性断裂强度理论表征模型、超高温陶瓷基复合材料高温断裂强度理论表征模型、陶瓷材料的抗热震性能等。下册共4章，内容包括：高温层状及涂层材料高温力学行为、热防护材料热力氧耦合计算力学、超高温实验力学测试技术与仪器、高温点阵热防护结构功能一体化设计与表征等。