對于很多學習工科類專業的學生來說，為人所熟知的專業是EE，IT，AI等近年比較熱門的專業，然而，其實除了這些，還有一些更加精密，要求更加高的專業可供選擇。
一、材料科學與工程專業介紹
材料科學與工程（Materials Science & Engineering）是研究材料制備、結構、性能、加工的學科，材料學是一個交叉學科。
美國材料科學與工程專業涉及物理、化學、生物等，它以材料學、化學、物理學為基礎，系統學習材料科學與工程專業的基礎理論和實驗技能，并將其應用于材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面研究的學科。
美國材料科學與工程專業與電子工程結合，則衍生出電子材料，與機械結合則衍生出結構材料，與生物學結合則衍生出生物材料等等。
隨著近年來媒體將注意力大量集中在納米科學和納米技術上，材料科學在許多大學被推到了最前沿。它也是工程鑒定和破壞分析中的一個重要組成部分。
二、學位設置
在美國大學中，材料科學與工程專業一般是在工程學院下，有獨立的Department。之前說過其學位設置每個學校會有所不同，大體可以分為兩種情況：一是只開設MS和PHD學位，這里的MS學位通常是針對就業的Professional學位；另一種則是開設有常規的MS, MEng和PHD學位，MS通常是兩年，以授課為主，側重學術，畢業后可以選擇就業也可繼續攻讀PHD學位；而MEng則是一年，主要針對就業，更側重于實踐。值得注意的是，有不少學校只對國際生開設PHD課程，即使有MS學位的開設，招收國際學生的數量很少。
三、常見的課程設置
Thermodynamics of materials
Introduction to materials
Kinetics of materials
Physical metallurgy
Processing and properties of ceramics
Composites
Fundamentals of polymers
Polymer processing
Mechanical behavior of solids
Materials engineering design
Materials characterization laboratory
Engineering computational laboratory
Degradation of material
Failure analysis
Phase equilibria
Senior design project
四、專業分支方向
材料科學可按多種方法進行分類：
按物理化學屬性分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料
按用途分為電子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料
實際應用中又常分為結構材料和功能材料
總體上看，一般偏理論和傳統的學科是比較好申請的，應用方面、新興熱門是比較難申請的，比如金屬材料、材料計算科學相對來說比較好申請，而無機非金屬材料、電子、光學材料、高分子材料是比較難申請的。
1.金屬材料 Metallic Materials
金屬材料是最傳統的材料如鋼鐵材料、非晶態合金、結構金屬材料、功能金屬，它們的微觀結構對材料力學和物理性能影響，合金中不同成份比例對材料硬度、韌性、拉伸強度的影響。主要課程有當代材料、材料科學和工程介紹、金屬處理、粉末冶、金腐蝕與防護等。這個方向比較傳統，競爭不太激烈，要求在國內大學里有金屬材料的背景。
就業方向是在鋼鐵公司、冶金、機械、軍工、航空航天、儀表等行業的公司。
2.計算材料科學 Computational Materials Science
主要用計算機模擬以及分子動力學的方法進行材料結構、特征模擬、復雜材料的統計力學、大分子材料理論。主要是理論方面的研究，需要有數學、線性代數、統計學的背景。課程設置有材料原理、混亂和損壞理論、量子力學與分子動態仿真、仿真和納米模型系統、計算機模型、完整的微電子器件裝置。申請人較少，Ph.D.學習難度大，完成學位時間長，一般需要6年的時間，甚至有些課題需要7年，就業一般是去大學任教繼續從事理論方面的研究。
3.無機非金屬材料 Ceramic Materials
主要研究水泥、玻璃、光導纖維、非金屬礦、絕緣材料、功能陶瓷如壓電陶瓷，由于陶瓷材料耐高溫、耐磨、硬度大在無機非金屬材料中應用最廣泛。這幾年無機非金屬材料要比金屬材料發展迅速，尤其是陶瓷方面競爭比較激烈。主要課程有工程力學、材料科學、工程材料介紹機械制圖、陶瓷材料介紹等。將來就業可以去建設單位、設計院、研究所、建筑施工及管理企業、質檢機構。
4.高分子材料 Polymer Materials
主要研究橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料以及這些材料的制備、表征、加工、形貌、特性。主要課程有當代材料、材料選擇、聚合物科學和工程介紹、高分子合成介紹、高分子材料、高分子物理、高分子化學。近些年高分子材料發展迅速應用到生活中的各個領域，高分子材料發展時間不長，所以研究成果多，申請難度比較大，對于碩士畢業申請Ph.D.的，美國教授主要看重的是研究經歷、論文發表。對于直接從本科畢業申請Ph.D.的，在保持硬件好的條件下，盡量多去參加一些項目和學術交流，為personal statement和Curriculum Vitae積累素材，至于獎學金，Ph.D.的拿獎率大于Master，但是學習時間會比較長，不過這個專業的回報率還是比較高的。就業可以在研究所、設計院、日化公司、汽車、電子電氣、航空航天等企業。
5.電子、光學、磁性材料
主要研究光學與光譜學、液晶、聚合物二級管、光電池和光子晶體、半導體材料和裝置、磁存儲器、磁性薄膜及磁性發電機裝置、壓電晶體的表面和界面特性。主要課程有量子力學、材料化學、勢力學及階段均衡、結構固定的缺點、材料的機械性能、電子學、熱力學、非結晶固定、高分子物理、材料成像、電子電磁材料。這個方向競爭最激烈，由于現在社會朝微電子方向發展，所以就業前景非常樂觀，可以去電子業、研究機構、汽車等行業。
6.新興材料
主要包括納米材料、納米復合材料、生物材料、能源材料，這些材料都是最近幾年開始迅猛發展，申請難度比較大，需要申請者有很好的物理、生物、化學背景，但是就業非常好，可以去制藥廠、醫療器材、國防機構等。
五、學位選擇
對于大多數的學生來說選擇碩士還是博士學位申請，是一個經常困擾大家的問題。首先，申請者應該明確自己的留學需求，如果要做學術科研，PHD一定是必經之路，碩士兩年的學習是遠遠達不到需求的，特別是材料科學這種偏重學術研究的專業，只有常年在實驗室和faculty工作，才能接觸到更前沿的學術成果。所以，有不少的學校在MSE專業的學位設置時明確只招收PHD，即使有MS學位通常也不太會招收國際生。另外，據海外學生反饋的情況來看，如果是材料的MS，找工作的機會也是很小的，單純的上一年或是兩年課，對找工作幫助會很小。
當然，并不是說申請材料專業的只能讀PHD，還是有相當多的院校是開設了MS、PhD甚至是Meng項目的。然而，還是會有一些學校MSE系的MS項目不收國際學生，只招美國人，有的甚至只是掛個名，壓根就不開班。所以想申MSE碩士的同學申請前務必確認所選的學校是否會招MSE國際碩士以及招收的人數情況，否則哪怕你硬件再硬，也是枉然。
以下是據不完全統計的MSE招收碩士學生的情況，僅供參考：
已知的不收國際MSE的MS的大學名單：PSU、OSU、Delaware、VT、WISC、RPI、Purdue、UCB、UT-A、UMN、Gatech、Drexel、UCSB、Lehigh、UConn、NCSU、TAMU、UIUC、Kentucky、UMD
已知的招收國際MSE的MS的大學名單：CMU、UFL、Upenn、SUNY-SB、Cornell、WSU (Washington State U)、WPI、ASU、USC、Rochester、ISU (Iowa State University，據悉他家MSE的MS錄取時沒獎，但是基本上一年后最差也能弄個半獎，好一點的能得個全獎)、Stevens、Stanford、UCI、Northwestern、UCincin、Columbia、UPitt、UCLA
從一些學校的MSE系對國際學生只開放PhD項目的情況來看，MSE在美國是一門偏研究的學科，與實際應用有一定的差距。像納米材料、超導材料甚至很多陶瓷材料等，研究這些方向的學生畢業了大部分會選擇做faculty。對于大部分人而言，進入工業界還是首選。所以，對于MSE專業想申MS的同學，可以考慮轉專業申請。至于可轉的專業，如果喜歡polymer或材料合成之類的，可以轉申ChE甚至Petroleum Engineering，事實上有不少的學校材料與化工是在一起的；如果喜歡材料成型、鑄鍛焊、Materials Processing之類的，可以轉申ME；如果是搞材料物理的，可以轉申EE下面的半導體器件或solid state electronics等等；如果是搞數值模擬、計算材料學的，可以轉申CS。
轉到這些相關方向的目的在于，一是這些可轉申的專業比MSE更容易就業，二是由于它們相對于MSE更偏向于應用，一般都會招收國際MS學生。其實只要確定學校的MS項目肯收人，我們就已經成功了一半，因為現在的大多數自費MS真的挺水的，只要硬件達標，就基本會被錄取。
另外，對于MSE專業，想申PhD的學生，也建議不要只把眼光放在MSE系。這幾年，國內學MSE的學生實在太多了，申請的人數也日益增多，再加上最近美國MSE的funding很緊張，使得MSE的offer比較難拿。大家可以充分利用MSE專業interdisciplinary的特點，考慮一下近似專業的offer。
六、就業前景
現在的材料科學與工程學科是多學科性的，由于材料的應用越來越廣泛，并滲透到各行業，許多領域都與材料的制備、性質、應用等密切相關，使得材料成為機械、電子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通運輸、信息科技等行業的基礎，并與這些相關學科交叉發展。由此，使得材料工程專業就業十分廣泛，可在政府經濟管理部門或建設單位、設計單位、建筑施工企業、工程建設監理單位、房地產開發企業、工程咨詢公司、國際工程公司、投資與金融等單位從事工程管理等工作，也可在高等學校或科研機構從事相關專業教學或科研工作。

隨著材料工程技術的迅猛發展，材料已經不僅在種類上得到拓展，而且在包括光、聲、電、磁、力、超導，以及超強、超硬、耐高溫等機能與性能上獲得極大的擴展與深度發掘。此類新材料的出現，推進了高技術產品的智能化與微型化，從而極大地影響著人類的現代生活、社會結構與文化價值。新材料與新能源，以及新材料與新能源中的高新技術的發展，正在極大地豐富著人類的物質與精神生活?，F在的材料科學與工程學科是多學科性的，由于材料的應用越來越廣泛，并滲透到各行業，許多領域都與材料的制備、性質、應用等密切相關，使得材料成為機械、電子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通運輸、信息科技等行業的基礎，并與這些相關學科交叉發展。

學生畢業后可到高分子材料及高分子復合材料成型加工、高分子合成、化學纖維、新型建筑裝飾材料、現代噴涂與包裝材料、汽車、家用電器、電子電氣、航空航天等企業從事設計、新產品開發、生產管理、市場經營及貿易部門工作，也可以到高等學校、科研單位從事科學研究與教學工作，還可以到政府部門從事行政管理、質量監督等工作。

我國新興材料起步較晚，但近年來發展很快，呈逐年上升的趨勢，與世界發達國家水平相比，我國高分子材料的品種、產量、制造工藝、技術水平和人均消耗量均存在非常大的差距，研究能力比發達國家落后近10年，產業化能力比發達國家落后近20年。由此可見，我國材料產業的研究力量和技術水平都還比較落后，急需具有開闊視野，有很強的工程實踐能力，勇于探索，具有吃苦耐勞精神，有創新思維、創新能力高素質人才。從我國材料發展可以看出，材料科學與工程發展過程正遵循著從寬廣到細分，又從細分到綜合的科學發展普遍規律，也體現了社會需求與材料科學與工程學科專業結構、人才素質之間的相互作用關系。

由此可見，在國際化日漸深入的今天，社會一定是需要那些掌握高端技術的人才，所以留學成了最好的選擇。美國的大學擁有世界上最先進的技術，最高端的實驗設備，從那里可以學到的技術一定是未來社會所需要的。畢業可以在電子、汽車、制藥這些行業都是高薪行業，而對于希望繼續從事這方面研究的人可以進入高校任教或者科研機構。