材料研究中的方法可以大致分為兩類：理論方法和實驗方法。理論方法包括歸納與演繹法、分析與綜合法、類比與移植法、數學與模型法、系統與最佳化法、假說與理論法、原型啟發與仿生法等。實驗方法則包括化學方法和物理方法。
化學方法是指利用化學反應的原理和方法來製備材料的一種方法。它通過化學反應來合成所需要的化合物或材料，並通過調整反應條件和反應過程中的參數來控制所合成的材料的結構、形貌和性質。化學方法主要包括溶膠-凝膠法、水熱合成法、氧化物化學氣相沉積法等。化學方法可以製備納米材料、無機功能材料和生物材料等，具有製備工藝簡單、操作方便、製備過程中能夠控制結構和性質等優點。
物理方法是指利用物理原理和方法來製備材料的一種方法。物理方法主要包括沉積法、濺射法和磁控濺射法等。物理方法製備的材料表面光潔度高、晶體性好、結晶度高、精度高等特點。物理方法主要用於製備金屬材料、導電性材料和半導體材料等，具有製備工藝簡單、純度高、材料性能穩定等優點。