ในชีวิตประจำวัน มนุษย์นำวัสดุจากธรรมชาติและวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นมาใช้ประโยชน์มากมายในการดำรงชีวิต โดยในสมัยโบราณวัสดุส่วนใหญ่ล้วนมาจากธรรมชาติ เช่น การนำหินมาสร้างเป็นอาวุธ นำหนังสัตว์มาทำเครื่องนุ่งห่ม นำดินมาปั้นเป็นภาชนะ
แต่ปัจจุบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพัฒนาและก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว จึงได้มีการนำความรู้เหล่านี้มาพัฒนาและปรับปรุงวัสดุต่าง ๆ เพื่อตอบสนองต่อความต้องการ
ที่หลากหลายโดยผ่านกระบวนการทางเทคโนโลยีเเละถูกส่งต่อจนพัฒนามาเป็นกระบวนการออกแบบเชิงวิควกรรม เพื่อทำให้การเเก้ปัญหามีทางเลือก มีหลักการ เเละเป็นระบบมากยิ่งขึ้น
การเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับงานจำเป็นต้องศึกษาหรือพิจารณาจากสมบัติของวัสดุนั้นให้ตรงกับงานที่ออกแบบหรือผลิตภัณฑ์ เพื่อให้สามารถสร้างชิ้นงานได้ตรงกับความต้องการ มีความปลอดภัย และใช้ทรัพยากรได้อย่างคุ้มค่า ซึ่งวัสดุมีอยู่หลายประเภทและแต่ละประเภทมีสมบัติต่างกัน ดังนั้น ผู้ออกแบบชิ้นงานจะต้องกำหนดสมบัติเบื้องต้น เพื่อจะเลือกใช้วัสดุและเครื่องมือได้อย่างเหมาะสม โดยทั่วไปวัสดุ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ โลหะ และ อโลหะ
1. โลหะ (Metal) เป็นวัสดุที่ได้จากการถลุงแร่ต่าง ๆ เช่น เหล็ก ดีบุก อะลูมิเนียม นิกเกิล โลหะเมื่อถลุงได้จากสินแร่ในตอนแรกนั้น ส่วนใหญ่จะเป็นโลหะเนื้อค่อนข้างบริสุทธิ์ ซึ่งโลหะเหล่านี้จะมีเนื้ออ่อนไม่แข็งแรงเพียงพอที่จะนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมได้โดยตรง ต้องผ่านการปรับปรุงสมบัติก่อนการใช้าน โดยโลหะมีสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้า ตัวนำความร้อน สามารถตีเป็นแผ่นให้เป็นแผ่นบางได้ สภาพทั่วไปมีความแข็ง ผิวมันวาวและเหนียว จึงเป็นวัสดุที่ใช้งานด้านโดรงสร้าง
ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1) โลหะประเภทเหล็ก (Ferrous Metal) คือ โลหะที่มีพื้นฐานเป็นเหล็กประกอบอยู่ เช่น เหล็กกล้า เหล็กเหนียว เหล็กหล่อ เป็นวัสดุโลหะที่นิยมใช้ในงานโครงสร้างและใช้กันมากที่สุดในวงการอุตสาหกรรม เช่น เครื่องจักร เครื่องทุ่นแรง เครื่องมือเครื่องใช้ต่าง ๆ เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรง สามารถปรับปรุงคุณภาพ และเปลี่ยนแปลงรูปทรงได้หลายวิธี เช่น การหล่อ การตี การกลึง การอัดขึ้นรูป
2) โลหะนอกกลุ่มเหล็ก (Nonferrous Metal) คือ โลหะที่ไม่มีส่วนประกอบของเหล็กผสมอยู่ เช่น ดีบุกอะลูมิเนียม สังกะสี ตะกั่ว ทองแดง เงิน ทองคำขาว ทองเหลือง แมกนีเซียม โดยวัสดุประเภทนี้มีคุณสมบัติในด้านความทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง
น้ำหนักเบา นำไฟฟ้า ยืดตัวได้ง่าย และมีความเหนียว บางชนิดมีราคาสูงกว่าเหล็กมาก
จึงต้องมีการกำหนดในการใช้งานด้านอุตสาหกรรมที่เหมาะสม เช่น ทองแดงใช้กับงานไฟฟ้า ดีบุกใช้กับงานที่ทนต่อการกัดกร่อน อะลูมิเนียมใช้กับงานที่ต้องการให้มีน้ำหนักเบา
2. อโลหะ (Non Metal) เป็นวัสดุที่มีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า (ยกเว้นแกรไฟต์) ฉนวนความร้อน มีอัตราการยืดตัวต่ำ
ไม่สามารถตีแผ่เป็นแผ่นบางได้ ซึ่งปัจจุบันวัสดุประเภทอโลหะถูกนำมาใช้มากที่สุดและมีบทบาทในภาคอุตสาหกรรมการผลิต
โดยอโลหะสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1) วัสดุจากธรรมชาติ (Natural Materials) คือ วัสดุที่เกิดมาจากธรรมชาติ ที่ถูกนำมาใช้โดยอาจอยู่ในสภาพเดิมหรือต้องผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพ
แกรไฟต์ (Graphitte) เป็นผลึกรูปหนึ่งของธาตุคาร์บอนที่เกิดในธรรมชาติโครงสร้างจะมีลักษณะเป็นแผ่นๆ ซ้อนกัน นำไฟฟ้าได้ดีในทิศทางที่ขนานกับชั้นของผลึก มักพบในหินแปร เช่น หินอ่อน หินชีสต์ หินไนส์ ใช้ในการทำดินสอโดยผสมกับดินเหนียวเพื่อให้มีความแข็งต่างกัน ใช้ผสมน้ำมันทำน้ำมันเครื่อง
ใช้ทำเบ้าหลอมโลหะชนิดทนไฟได้ดี เพราะจุดหลอมตัวสูงมาก
2) วัสดุสังเคราะห์ (Synthetic Materials)
คือ วัสดุที่สร้างขึ้นใหม่จากการผสมกันของวัสดุหรือสารตั้งแต่2 ชนิดขึ้นไป ด้วยกระบวนการทางเคมีในห้องทดลอง เช่น หลอม กดขึ้นรูป อบด้วยความร้อน ซึ่งวัสดุที่สร้างขึ้นใหม่นี้จะมีคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแน่นกว่าเดิม
ดังนั้น ความรู้เรื่องคุณสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุ หรือเรียกว่า "วัสดุศาสตร์" จึงเป็นความรู้หลักการพื้นฐานสำหรับการประยุกต์ใช้งาน โดยการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุต่าง ๆ แล้วนำมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ หรือเรียกว่า "วัสดุวิศวกรรม"