La recherche sur les matériaux couvre leur étude de la création à la conception ainsi que la fabrication de produits industriels. L'étude de la structure physique des différents matériaux (métaux, polymères, céramiques, composites, biomatériaux ...) ainsi que leurs propriétés conduisent à de nombreuses applications industrielles. La recherche sur les matériaux composites est également représentée dans les activités de recherche de Centrale Nantes.
