经过多年发展，学院形成了4 个稳定的科研方向，研究范围涉及金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。
1、镁、铝合金控制塑性成形技术
该方向通过对镁、铝合金材料性能和产品形状的精确控制，研究节能降耗、提高性能、降低成本的新方法、新原理及装备，并通过工程化研究，推动科研成果的转化。该方向现拥有国家级”国防精密塑性成形技术研究应用中心”、”镁基材料深加工技术”教育部工程研究中心、”山西省集成精密成形工程技术研究中心”；研究团队为”国防科技创新团队”和”山西省高校优秀创新团队”。团队中有正高职称者7 人，享受政府特贴专家2 人，省高校青年学术带头人2 人，省拔尖创新人才、全国优秀教师、山西省镁合金及镁加工首席专家、总装发展规划专家组成员、国防科工委先进制造专家组成员、《塑性工程学报》编委、全国塑性工程学会常务理事各1 人。
近5 年，承担国家自然科学基金重点项目、国家863 等国家级项目8 项，省部级项目21 项，科研经费2680 万元；获省部级科技一等奖3 项，二等奖1 项，三等奖3 项；授权发明专利8 项；发表论文265 篇，其中SCI、EI 收录48 篇；向企业转化新技术15 项，与企业合作30 多项。
2、功能复合材料
该方向研究新型降解高分子复合材料及成型新技术、新工艺，应用于减振器、电子侦察与反侦察领域的光、电、磁功能纳米复合材料，应用于各种武器、航空航天飞行器的高强轻质树脂基复合材料，陶瓷复合材料高效、快速制备新工艺、新方法。该方向拥有”山西省高分子复合材料工程技术研究中心”。团队中有”新世纪百千万人才工程国家级人选”1 名、享受国务院特殊津贴专家1 名、教育部新世纪优秀人才1 名、”新世纪学术技术带头人333 人才工程”省级人选1 名、省高校青年学术带头人1名、中国产学研合作促进会新材料专业委员会常务理事1 名。
该方向承担国防973、国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划项目各1 项，省部级科研项目30 项，获得科研经费2000 余万元；获山西省科技进步一等奖1 项、二等奖1 项，山西省科技发明二等奖1 项；授权中国发明专利11 项、美国发明专利1 项、欧洲发明专利1 项；在重要期刊发表论文216 篇，其中SCI、EI 收录60 篇，出版专著2 部。
3、铝合金铸造新工艺及快速制模技术
该方向研究内容涉及铝合金铸造新工艺、激光快速成型等，主要包括电磁低压铸造、铸造过程的计算机模拟、激光快速成型与制模技术，以及大型复杂铝铸件快速集成铸造技术。该方向拥有”山西省铸造新工艺工程技术研究中心”。团队中有教育部新世纪优秀人才1 人、”新世纪学术技术带头人333 人才工程”省级人选1 人、山西省高校青年学术带头人3 人、山西省高校教学名师1 人。该方向承担国家科技支撑项目、国家自然科学基金项目、总装备部瓶颈项目、国防基础科研等项目35 项，总经费1 800 多万元；获部级一等奖1 项、山西省科技进步二等奖3 项、三等奖2项、国防科学技术三等奖1 项；授权发明专利6 项；发表学术论文213篇，其中SCI、EI 收录论文40 篇，出版专著4 部。
4、高性能低成本通用高分子材料
该方向围绕通用高分子材料的高性能化及应用化，研究高性能低成本相结合的、环境友好的、原料资源多样化的高分子树脂的先进制备和成型加工新技术，突破高性能低成本高分子材料改性的关键技术。该方向拥有”山西省工程塑料工程技术研究中心”。团队承担省级科研项目7 项，获得科研经费215 万元；获山西省科技进步三等奖4 项；授权发明专利4 项；发表学术论文156篇，其中SCI和EI 收录45 篇；出版专著4 部；2 人获”山西省优秀硕士学位论文”；向国内外企业转让技术10 余项。除以上4 个主要研究方向外，材料科学与工程学院在焊接材料及其检测技术、陶瓷成型工艺、碳材料制备等方面也已建立了相应的科研团队。 2006~2011年学院科研成果丰厚，发表论文1 000 余篇，其中被SCI、EI 收录200 余篇，授权发明专利48 项，出版专著10 部，获省部级一等奖5 项、二等奖4 项。
