本書邏輯上採用由淺入深，方式上則以循序漸進的過程，逐步來說明材料科學與工程的基本觀念。內容共分為 22 章，包含材料科學與工程的簡介 (第 1 章)、原子結構與原子間的鍵結 (第 2 章)、結晶固體的結構 (第 3 章)、固體中之缺陷 (第 4 章)、擴散 (第 5 章)、金屬的機械性質 (第 6 章)、差排與強化機制 (第 7 章)、破損 (第 8 章)、相圖 (第 9 章)、相變化：顯微結構的發展與機械性質的變化 (第 10 章)、金屬合金的應用與加工 (第 11 章)、陶瓷的結構與性質 (第 12 章)、陶瓷的應用與加工 (第 13 章)、聚合物結構 (第 14 章)、聚合物的特性、應用與加工 (第 15 章)、複合材料 (第 16 章)、材料之腐蝕與劣化 (第 17 章)、電性質 (第 18 章)、熱性質 (第 19 章)、磁性質 (第 20 章)、光學性質 (第 21 章)、在材料科學與工程中的環境和社會問題 (第 22 章)。本書每一章均根據前一章的理論基礎，來深化貫通全書內容，以幫助初學者建立完整且清楚之材料科學與工程知識。