Capítulo 1. Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales. Capítulo 2. Estructura atómica. Capítulo 3. Arreglos atómicos e iónicos. Capítulo 4. Imperfecciones en los arreglos atómicos e iónicos. Capítulo 5. Movimientos de átomos e iones en los materiales. Capítulo 6. Propiedades mecánicas: primera parte. Capítulo 7. Propiedades mecánicas: segunda parte. Capítulo 8. Endurecimiento por deformación y recocido. Capítulo 9. Principios de la solidificación. Capítulo 10. Soluciones sólidas y equilibrio de fases. Capítulo 11. Endurecimiento por dispersión y diagramas de fases eutécticas. Capítulo 12. Endurecimiento por dispersión mediante transformaciones de fase y tratamiento térmico. Capítulo 13. Tratamiento térmico de aceros y hierros colados. Capítulo 14. Aleaciones no ferrosas. Capítulo 15. Materiales cerámicos. Capítulo 16. Polímeros. Capítulo 17. Materiales compuestos: trabajo en equipo y sinergía en materiales. Capítulo 18. Materiales de construcción. Capítulo 19. Materiales electrónicos. Capítulo 20. Materiales magnéticos. Capítulo 21. Materiales fotónicos. Capítulo 22. Propiedades térmicas de los materiales. Capítulo 23. Corrosión y desgaste.

Los materiales son un componente de habilitación de lo que los ingenieros pueden imaginar, diseñar y construir. En el límite de la innovación nos encontramos con el descubrimiento o la creación de materiales totalmente nuevos, lo que a menudo es posible gracias a modernas técnicas de procesamiento, que aluden al equilibrio para hacer que los materiales existan en estados metaestables, así como el desarrollo de herramientas para ensamblar, formar y estudiar los materiales a nanoescala. En la actualidad resulta rutinario analizar la estructura y composición de los materiales a nivel casi atómico, aplicar técnicas como la microscopía de alta resolución electrónica de transmisión, la incidencia rasante de difracción de rayos X y la espectroscopía de pérdida de energía de electrones. Al mismo tiempo, el procesamiento de los materiales ha avanzado hasta el punto en que se pueden generar o depositar láminas delgadas de sólo unas capas atómicas de grosor y fabricar estructuras tridimensionales con dimensiones de decenas de nanómetros o menos. Toda la industria de la electrónica se basa en estos avances.