材料化學主要研究材料在制備和使用過程中涉及到的化學變化和材料性質的表征測量，從而實現對高分子、金屬、液晶等材料的性能優化。例如：根據陶瓷材料在燒結過程中的變化確定如何燒出想要的陶瓷、研究金屬材料在使用過程中的腐蝕變化從而防止生銹、探索冶金過程中條件的控制對產品的影響以煉出優質鋼材等。