北京大学工学院材料科学与工程系于2006年成立，原名为先进材料与纳米技术系，2011年更改为现名，已于2007年开始招收“先进材料与力学”学科博士。材料科学与工程系结合北京大学自身的学科优势和互补性，在传统材料科学与工程学科基础上，将信息技术运用到教学实践中，将化学、物理等基础学科与材料制备、加工、检测、应用等密切相关的力学、纳米科学、技术和工程融为一体。
材料科学与工程系教员拥有物理、化学、生命科学、医学、能源、信息科学等多学科背景，希望能够通过教育方案改革，突破性的研究以及频繁的信息交流，将科学与工程相结合，以期对人类社会的进步做出贡献。材料科学与工程系通过化学、物理、力学和材料科学等不同领域的跨学科研究，已在有机高分子及其复合材料、微纳米材料器件、能源材料和生物医用材料等方面形成了自己的特色和优势：
有机高分子及其复合材料
有机高分子及其复合材料具有诸多应用于高端工程领域极富吸引力的性能。有机高分子及其复合材料研究侧重以下方面：1）高聚物的合成与特性分析；2）复合材料的设计、制造和特性研究；3）液晶材料与蓝相液晶显示材料；4）反射型彩色电子纸材料；5）用于液晶显示器的光增亮膜和广视角膜；6）记忆性光反射透过膜；7）光透过率温度可控薄膜；8）基于碟形液晶材料的有机发光二极管、太阳能电池和碳化纤维；9）高分子辐射交联与裂解。
纳米材料与微纳器件
纳米材料与微纳器件由于其微纳米级别的尺寸而拥有大尺度材料所不能比拟的物理、电学、磁学、光学和化学性能。纳米材料与微纳器件研究侧重于以下方面：1）微型马达、传感器及其他微纳器件；2）石墨烯纳米电子学；3）可用于存储单元的碳纳米管；4）功能纳米材料、磁性和磁电材料；5）纳米多孔材料。
新能源材料与器件
随着人们生活水平的提高，能源消耗也日益激增，能源危机迫使人类研发新型能源材料和设备。新能源材料与器件研究侧重于以下方面：1）储能材料（储氢、水合物、相态变化材料等）；2）能量转换材料（锂离子电池材料、燃料电池催化剂、光电、热电、压电材料等）；3）新能源器件（电池，燃料电池，太阳能电池，发光二极管等）。
生物医学材料与器械
生物医学材料与器械以其在医学、生物学、生命科学等领域的广泛应用而迅速发展。生物材料是一种可以单独实现或作为复杂系统的组分来实现其对生命系统各组分之间的交互作用的控制材料，可以广泛用于人和动物的治疗诊断。生物医学材料与器械研究侧重于以下方面：1）新型生物医用金属材料；2）下一代核磁共振造影剂；3）多峰分子探针；4）针对于癌细胞和其他医学研究的微流体器件；5）人工晶状体；6）基于药物传输系统的水凝胶。
本科教育简介
材料科学与工程系本科教育的重点在于提供工程科学基础方面广泛的教育，让学生获得良好的工程实践能力、独立思考能力、创新能力、沟通和表达能力以及终身学习和获取知识的技能。我们对理论分析能力和实验能力都比较重视，学生获得广博知识的同时能掌握多项技能，从而为成为一名工程师、商人或学者而立志成就自己的人生目标。与此同时，我们也希望学生能拥有良好的世界观和价值观、优良的品德和健康的体魄，为人类社会的进步贡献力量。总而言之，本科教育旨在帮助学生发挥特长实现理想。
材料科学与工程专业学士
材料科学与工程专业学士学位要求学生具有数学、物理、化学、力学、材料科学基础知识、先进材料和纳米技术等广博的知识基础。材料科学与工程系四大重点研究领域都有相应的课程安排，这样便于学生掌握某一个或某几个方向的相关知识。学生需要在四年内完成毕业所需要的学分和专业必修课程的学习。第一年为基础课程学习，工学院所有学生研修相同的基础课程。从第二年起，学生根据自己的兴趣爱好来选修相关课程。第四学年时，他们还可选修顶点设计课程，通过这门课程学以致用，与同学、甚至来自国外大学的优秀同龄人共同协作去完成一些知名企业的实际项目。
研究生教育简介
材料科学与工程系为研究生提供大量的参与科技前沿研究以及与国外知名大学的教授和优秀学生合作的机会。总之，研究生教育就是要拓宽学生的研究和行业界限，使他们能够成为工程领域的带头人、优秀的研究人员抑或是其所属领域的创新者。
力学（先进材料与力学）博士
力学（先进材料与力学）博士学位学制五年，学生必须完成相关课程的学习和符合毕业要求的博士论文。作为学生毕业重要衡量标准的论文，是在本系老师指导下完成的具有原创性的高水平论文。
北京大学——佐治亚理工学院联合博士培养
在全球化背景下，联合博士培养项目为中美优秀学生的合作交流提供了难得的机遇。北京大学工学院材料科学与工程系的学生和佐治亚理工学院材料科学与工程学院的学生均可在所在学校申请参加博士联合培养项目。参加博士联合培养项目的学生有两名导师——来自母校的导师和来自合作院校的导师，学生的大部分课程和科研工作在母校完成。但是，学生至少花费一年的时间在对方院校进行课程学习和相关科学研究，且所有课程均以英语教授，博士毕业论文需要同时满足这两所学校的要求。
