Mühendislikte kullanılan altı ana malzeme sınıfı yer almaktadır. Bu ana malzemelerin tanımları aşağıda verilmiştir.
1. Metaller:
Metaller, genellikle yüksek mukavemet, iyi elektriksel ve termal iletkenlik, şekillendirilebilirlik ve dayanıklılık özellikleriyle bilinen malzemelerdir. Demir, alüminyum, bakır gibi saf elementler veya çelik, pirinç gibi alaşımlar bu gruba girer. Endüstriyel uygulamalarda genellikle yapı malzemesi, elektrik iletkeni veya ısıya dayanıklı parçalar olarak kullanılır.
2. Seramikler
Seramikler, genellikle metalik olmayan ve inorganik malzemelerden oluşur. Sert, kırılgan, ısıya dayanıklı ve kimyasal olarak inerttirler. Porselen, alümina, zirkonya gibi malzemeler seramiklere örnektir. Yüksek sıcaklık fırınlarında, kaplamalarda, biyo-uyumlu implantlarda ve aşındırıcı malzemelerde kullanılırlar.
3. Camlar
Camlar, genellikle silika (SiO₂) bazlı amorf (düzensiz) yapıya sahip malzemelerdir. Saydamlık, kimyasal dayanıklılık ve şekillendirme kolaylığı ile bilinirler. Pencere camları, optik fiberler ve ekran kaplamaları gibi birçok uygulamada kullanılırlar.
4. Polimeler
Polimerler, organik veya inorganik moleküllerin uzun zincirler halinde düzenlenmesiyle oluşan malzemelerdir. Hafif, esnek, düşük yoğunluklu ve korozyona dayanıklı özelliklere sahiptirler. Plastik, kauçuk ve sentetik lifler bu gruba örnek olarak verilebilir. Elektriksel yalıtkanlık, ambalajlama ve biyomedikal cihazlar gibi geniş bir kullanım alanı vardır.
5. Kompozitler
Kompozitler, iki veya daha fazla farklı malzemenin birleştirilmesiyle elde edilen malzemelerdir. Bu malzemeler, her bir bileşenin özelliklerinden faydalanarak üstün mekanik, termal veya kimyasal özellikler sunar. Karbon fiber takviyeli plastikler (CFRP), cam elyaf takviyeli kompozitler (GFRP) bu sınıfa girer. Havacılık, otomotiv ve spor ekipmanlarında sıkça kullanılırlar.
6. Yarı İletkenler
Yarı iletkenler, elektriksel iletkenlikleri iletkenler ile yalıtkanlar arasında olan malzemelerdir. İletkenlikleri genellikle dış faktörlere (ısı, ışık, elektrik alanı) bağlı olarak değişir. Silikon, germanyum gibi malzemeler yarı iletkenlere örnektir. Elektronik cihazlarda (transistör, diyot, entegre devreler) temel bileşenlerdir.
Bu malzeme sınıfları, mühendislikteki tasarım ve üretim süreçlerinde farklı avantajlar ve uygulama alanları sunar.