材料的力学行为强烈依赖于其不同层次的内部结构。通过细观结构的精心调控与设计来获得具有卓越宏观性能的新型材料是力学与材料科学交叉的前沿方向，可能使材料研究在方法论上获得重要突破。本学科自上世纪90年代在钱学森先生的大力倡导和关怀下筹建，得到葛庭遂、郑哲敏、黄克智、白以龙等著名科学家的鼎力支持，于2005年正式成立。主要目标是面向国家重大需求，将现代力学的理论、方法和手段运用于先进结构和功能材料的设计与开发。
本学科现有教授7名，其中国家杰出青年科学基金获得者1名、中国科学院人才计划入选者4名、教育部新世纪优秀人才1名。主要实验装备包括：陶瓷制备系统、高温电磁熔炼炉、MTS材料测试系统、高应变率材料动态行为测试系统、同步辐射材料内部结构观测系统、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、纳米压痕仪等。
研究方向：
1. 多尺度材料模拟、计算和设计理论；
2. 材料热力学与微结构演化理论；
3. 复合材料动态力学行为和设计；
4. 电磁流变智能材料的设计、制备和表征；
5. 高温材料和高温涂层结构的设计和制备；
6. 超轻泡沫金属材料和结构的多功能设计。