Badania materiałowe są wykonywane z użyciem szeregu technik badań fizycznych, chemicznych i mechanicznych, za pomocą których można określić zarówno strukturę, jak i właściwości materiałów, a przede wszystkim zależności pomiędzy strukturą a właściwościami. Są prowadzone w celu określenia wpływu struktury na właściwości materiałów oraz możliwości zapobiegania niepożądanym zmianom ich właściwości użytkowych (np. przez zmiany struktury). Umożliwiają opracowywanie sposobów otrzymywania, używania, ochrony (np. przed korozją) materiałów o ściśle określonych cechach użytkowych. Badania te mają silny wpływ nie tylko na planowane cechy użytkowe produktów końcowych, ale też pomagają zbadać i opracować efektywne metody ich produkcji i przetwarzania.
Badania materiałowe są prowadzone w Polsce w ramach dyscypliny naukowej (nauki techniczne), wymienionej w wykazie sporządzonym przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego jako „inżynieria materiałowa”. Polskie wyższe uczelnie techniczne prowadzą kierunek studiów „inżynieria materiałowa”, z wieloma specjalnościami, np.