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，南开大学于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，南开大学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，南开大学获批设立了“材料科学与工程”博士后流动站。

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，南开大学的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”。这些科研积淀为南开大学进一步建设国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，南开大学目前已建立起较为完善的材料科学与能源工程发展体系。南开大学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，南开大学“材料科学和工程”学进入ESI排名全球前1%。同时，里瑟琦智库根据Scopus数据库学科分类显示，南开大学的"材料科学和能源工程"入选优势发展学科。这些数据也反映出南开大学在材料科学与能源工程的科技方面已经取得了显著成效，步入良性发展期，并在国际上显示出较高的学术影响力。此外，南开大学对材料科学发展给予了大力支持，在津南新校区建设建筑面积达1.6万平米的材料楼即将完工，为新材料与清洁能源的持续发展和平台建设提供了必要保障。