本学科现有四个主要研究方向：

1. 先进陶瓷及陶瓷基复合材料。重点开展：面向高温腐蚀、耐磨减摩、生物医学等应用的新型结构陶瓷的设计、制备及强韧化技术研究；面向能源、催化和环境工程应用的稀土与过渡金属氧化物功能陶瓷的制备、表面改性及器件化研究；陶瓷材料高通量计算、超材料设计与增材制造技术研究。

2. 工业固废材料化属性与绿色建材开发应用。重点开展工业固废（陶瓷废渣、赤泥、黄金尾矿、脱硫石膏、粉煤灰）的材料化属性研究；工业固废改性活化方法、机理及其与材料成分-结构-性能的关系研究；工业固废制备绿色建筑材料前沿技术和共性关键技术研究。

3. 高分子改性与复合技术。重点开展高性能连续碳纤维增强热塑性复合材料的制备、仿真及在航空航天领域的应用；聚合物/无机纳米复合材料、氟塑料微孔膜材料、天然植物纤维/热塑性可降解绿色复合材料的制备；天然高分子接枝共聚改性及在生物医学领域的应用。

4. 金属材料高品质设计与低耗制造。重点开展金属材料稀贵元素减量化设计；短流程制造与余热利用技术；高品质金属材料成形计算机计算、模拟及3D打印；表面工程的绿色处理及工业固废中低品位金、铜、铁等的提取技术。