西北工业大学的材料科学是国家重点一级学科，是国内顶尖水平的。

西北工业大学材料学院有三个系，分为六个专业方向：材料系包括金属材料和无机非金属材料两个专业方向，材料成型及控制系包括凝固、塑性成形、焊接三个专业方向，复合材料系包括复合材料专业方向。这三个系、六个方向都很强。

西北工业大学材料学院立足国际科学前沿，面向国家、国防和区域经济，面向国家重大工程和新型武器装备的迫切需求，以航空航天先进材料及其制备成形技术为特色，重点开展先进材料及其精确成形技术的科学原理、应用基础和工程化应用的集成研究。主要研究方向：定向凝固理论与技术、陶瓷基复合材料、先进金属材料及其精确热成形、3D打印原理与技术、光电信息功能材料、精确塑性成形、C/C复合材料及纳米材料、亚稳材料与快速凝固、隐身材料与制备工艺、薄膜材料及技术、难熔合金、精密锻造技术、计算材料、钛基复合材料、先进焊接技术、聚合物转化陶瓷、纳米能源材料、材料基因组、材料科技与考古研究。