Primarna uloga inženjera znanosti o materijalima je preuzeti znanje stečeno u područjima kao što su fizika, kemija i kristalografija i primijeniti to znanje u praktične primjene kao što su konstrukcija strojeva, zgrada ili novih oblika materije. Područje inženjerstva znanosti o materijalima je široko, međudisciplinarno polje koje služi mnogim funkcijama u modernom industrijaliziranom svijetu. Sami znanstvenici materijala mogli bi biti usredotočeni samo na teorijsku prirodu svojstava materije. Njihova je uloga otkriti ta svojstva i kako se njihove fizičke interakcije mijenjaju ovisno o lokalnim uvjetima. Inženjeri se, međutim, usredotočuju na ono što se može učiniti s tijelom znanja o materijalima koje je utvrdila znanost.
Inženjer znanosti o materijalima radi na projektima koji uključuju mnoge fizikalne znanosti, kao i neke znanosti o životu. Stoga njegovo ili njezino obrazovanje mora uključivati širok raspon disciplina. Nije neuobičajeno pronaći istraživače na tom području koji imaju više diploma, često iz fizike ili kemije i nekog oblika inženjerstva, sa stručnim znanjem iu genetici ili mikrobiologiji. Primarne industrije koje će i dalje imati jaku potražnju za inženjerom znanosti o materijalima su one medicine; svemirske, vojne i energetske primjene; i mikroprocesorsko inženjerstvo. To bi moglo značiti da bi inženjer znanosti o materijalima radio na tako različitim poljima kao što su istraživanje nafte, liječenje raka, konstrukcija mostova ili dizajn zrakoplova, da spomenemo samo neke.
Postoji širok raspon mogućnosti otvorenih za inženjera znanosti o materijalima. Područje se tradicionalno fokusiralo na primjenu znanja o materijalima od studija metalurgije, keramike i polimera do tradicionalnih metoda gradnje. Istraživanje materijala sada se spaja s inženjerskim napretkom na dosad nečuvene načine. Inženjer znanosti o materijalima mogao bi surađivati s farmakološkom tvrtkom na razvoju ciljanih uređaja za isporuku lijekova za tumorske stanice, s vojnom organizacijom za razvoj samozacjeljujućeg oklopa ili s proizvođačem odjeće kako bi razvio materijal koji nije otporan na mrlje. Sve ove primjene omogućili su inženjeri znanosti o materijalima, a vjerojatno će se razviti i mnoge druge.
Jedno od istaknutih područja za inženjera znanosti o materijalima je istraživanje i razvoj nanotehnologije. Nanotehnologija je također međudisciplinarno područje koje se bavi inženjeringom materijala i strojeva u mjerilu – u barem jednoj dimenziji, kao što je širina ili duljina – od 100 nanometara ili manje. Nanometar je dugačak milijardu metra. Za ilustraciju veličine uključene u nanotehnologiju, prosječna ljudska crvena krvna stanica općenito je promjera oko 100 nanometara.