Metamaterijalna antena je vrlo mala i moćna antena koja se može izraditi na površini ploče. Sastoji se od metamaterijala, koji se sastoji od mikroskopskih elemenata koji omogućuju prolazak radiofrekventnih valova s većom učinkovitošću nego kod tradicionalnih materijala. Klasificiran kao materijal s gotovo nultim indeksom, savija se i reflektira elektromagnetsko zračenje okomito na podlogu. Antena se može urezati na pločicu pomoću tipičnih materijala i bakra, tako da je proces proizvodnje brz i jeftin. Takve male antene mogu se uključiti na bilo koju ploču, a korištene su u mobitelima i raznim ručnim uređajima.
Ovaj materijal omogućuje antenama da savijaju radiofrekventne valove tako da je učinkovitost čak i veća od veće vrste antena. Većina signala zrači iz antene, zbog visokog indeksa loma ili sposobnosti materijala da usmjeri zračenje, umjesto da ga reflektira natrag. Antena od metamaterijala ima negativan indeks loma, za razliku od tvari kao što su staklo ili zrak. Na djeliću veličine valnih duljina, metamaterijali su kompoziti koji se mogu proizvesti u skladu s vrstama sposobnosti koje su potrebne aplikaciji. Minijaturni antenski sustavi prikladni su za bežičnu komunikaciju jer podržavaju visoku izlaznu snagu i brzinu na koju se oslanjaju mnogi ljudi i tvrtke.
Ova fizička svojstva dopuštaju klasu metamaterijalnih antena koje su učinkovite, tako da mobitel neće koristiti toliko energije, na primjer. Prostor koji zauzimaju pločice je manji od tradicionalnih antena, tako da se antena od metamaterijala može postaviti na manju ploču i istovremeno ostaviti prostor za različite komponente koje su potrebne uređaju za funkcioniranje. Budući da je tehnologija istražena i napredna prije nešto više od deset godina, milijuni ovih antena su na tržištu od 2011. godine, a proizvodnja nastavlja rasti.
Bežične komunikacije samo su jedna od primjena metamaterijala, kao što je implementacija 4G komunikacijskih sustava za potrošačke i poslovne mobilne uređaje. Antena od metamaterijala može se koristiti za komunikaciju u hitnim slučajevima, kao i radar koji se koristi u geološke svrhe i za praćenje aktivnosti u tunelima. Metamaterijal odbija svjetlost i druge signale drugačije od bilo kojeg drugog materijala koji se nalazi u prirodi. Znanstvenici su nagađali da bi se, osim upotrebe za antenu od metamaterijala, mogla izraditi za stvaranje budućih leća ili premaza koji objekte čine nevidljivima.