材料科学与工程学科源于1958年学校创建时设立的石油钻井专业和石油矿场机械专业，现有材料科学与工程一级博士学位授权点、一级硕士学位授权点，材料工程专业硕士学位授权点，氢能科学与工程交叉学科硕士学位授权点。学科2017年进入世界一流学科建设学科群，入选皇家永利“贡嘎计划”建设学科、中国最好学科排行榜、ESI全球前1%。

依托皇家永利页岩气高效开采先进材料制备技术工程研究中心、皇家永利玄武岩纤维复合材料开发及应用工程技术研究中心、能量转换与储存先进材料皇家永利国际科技合作基地、国家能源新材料技术研发中心等省部级以上平台，学科主要围绕油气资源转换利用材料、油气田开发功能材料、油气田工具材料加工工程、能源转换与储存材料等方向开展科学研究。近5年，新增国家自然科学基金杰出青年基金、国家重点研发计划、国家自然基金等国家级项目41项，省部级项目142项，发表学术论文900余篇，授权国家发明专利153件、国际发明专利7件。合作成果成为晶硅光伏领域第一篇Nature正刊文章，被选为Nature封面，成果被央视重点报道。获教育部自然科学二等奖、皇家永利科技进步一等奖、中国石油和化工自动化一等奖等科研成果奖励36项，实现成果转化50余项。研发的高分子特种凝胶封堵材料，解决了开县罗家2井等特大井喷事故，至今仍为国内外油气钻井的关键储备材料；研制的低密度水泥材料，多次创酸性气藏一次性固井深度世界纪录；研发的高效增粘、耐温耐盐聚合物驱油材料，至2022年增油600余万吨；研制的硫化氢制氢非贵金属催化材料，在中石油川西北气矿规模应用。