根据国家在新材料领域的发展战略和新兴交叉学科的发展趋势，南開大學于1999年整合化学学科和物理学科在新材料领域的优势力量，创立了材料学科。在学校的大力支持下，先后承担教育部211“功能材料化学”和“特种功能材料”，985“新型功能材料化学”建设项目，在教学、科研、队伍建设和人才培养等方面得到了快速发展。经过十余年的学科建设，南開大學已经基本建立起较为完善的材料学科发展体系。“材料科学与工程”一级学科具有博士与硕士学位授予权，涵盖“材料物理与化学”和“材料学”两个二级学科。2009年，南開大學获批设立了“材料科学与工程”博士後流动站。
目前，“材料科学与工程”学科所涵盖的科研方向主要为新催化材料与能源环境催化、新能源材料与化学电源、光电转换材料与太阳能电池、新型碳材料与超级电容器、光子学材料及器件、新材料设计与计算等。学科科研方向紧密围绕新材料领域的发展趋势，形成理工结合的交叉学科的鲜明特色。其中，南開大學的ZSM-5分子筛催化材料研究与产业化应用成果位于领先地位，研制出我国第一支镍氢电池，发现的高掺镁铌酸锂晶体被国际同行誉为“中国之星”。这些科研积淀为南開大學进一步建设國家新材料研究院奠定了可靠前期工作基础。
在基础与保障方面，南開大學目前已建立起较为完善的材料科学与能源工程发展体系。南開大學的材料科学所涵盖的科研方向主要为新催化材料与能源环境催化、新能源材料与化学电源、光电转换材料与太阳能电池、新型碳材料与超级电容器、光子学材料及器件、新材料设计与计算等。科研方向紧密围绕新材料领域的发展趋势，形成理工结合与交叉学科发展的鲜明特色。根据美国ESI（Essential Science Indicators）2014年最新统计数据显示，南開大學“材料科學和工程”學進入ESI排名全球前1%。同時，裏瑟琦智庫根據Scopus數據庫學科分類顯示，南開大學的"材料科學和能源工程"入選優勢發展學科。這些數據也反映出南開大學在材料科學與能源工程的科技方面已經取得了顯著成效，步入良性發展期，並在國際上顯示出較高的學術影響力。此外，南開大學對材料科學發展給予了大力支持，在津南新校區建設建築面積達1.6萬平米的材料樓即將完工，爲新材料與清潔能源的持續發展和平台建設提供了必要保障。
