材料合成方法可以分為幾個主要類別，包括化學合成法、物理氣相沉積法、溶膠-凝膠法、電化學沉積法、物理機械合成法、溶劑鑄造法、熔體複合法、壓縮成型、注塑成型和擠出工藝等。這些方法適用於不同類型材料的製備，各有其特點和適用範圍。
例如，化學合成法包括溶液法、氣相法和固相法，適用於通過化學反應製備材料，通過控制反應條件如溫度、pH值、反應時間等來控制產物的形態和結構。物理氣相沉積法適用於製備薄膜、納米線等，通過在高真空條件下沉積蒸汽態材料。溶膠-凝膠法適用於製備複合材料、多孔材料等，通過化學反應將溶解的前體凝膠化為凝膠體。電化學沉積法常用於製備薄膜、光伏材料等，利用電化學原理使溶液中的離子在電極表面沉積形成材料。物理機械合成法適用於製備金屬、陶瓷等材料，通過高能球磨、電漿噴塗等方法在高溫和高壓下使材料粉末相互碰撞、熔融、合成新材料。
在納米材料的製備中，氣相合成法和液相合成法是兩種主要方法。氣相合成法包括物理氣相沉積和化學氣相沉積，適用於製備薄膜和納米線等。液相合成法則包括溶液法、沉澱法、水熱法和溶劑熱法等，適用於製備納米材料和軟硬雜化材料等。
此外，還有一些特定於某些材料或套用的合成方法，如熔融共混、原位聚合和浸漬法等，這些方法在工業生產中廣泛套用，適用於大規模製備和定製材料的合成。