材料化学主要研究材料在制备和使用过程中涉及到的化学变化和材料性质的表征测量，从而实现对高分子、金属、液晶等材料的性能优化。例如：根据陶瓷材料在烧结过程中的变化确定如何烧出想要的陶瓷、研究金属材料在使用过程中的腐蚀变化从而防止生锈、探索冶金过程中条件的控制对产品的影响以炼出优质钢材等。