1、功能材料：金属及金属复合团簇材料；复合非晶金属材料；新能源材料（纳米储氢材料、纳米储能与能量转换材料）；光电功能材料及器件；高性能复合材料；功能高分子材料；特种玻璃与陶瓷材料；生物功能材料；核材料功能薄膜。
2、微纳结构材料：跨尺度、有机、有机/无机复合、金属等微纳结构材料；材料微纳结构的构筑及有序化控制，密度、结构与材料综合性能之间的关联关系。
3、光学材料与器件：光子晶体、超材料、微纳结构光学器件等。高负载激光光学材料制备技术；跨尺度微纳结构光学元件及材料应用；新型高分子光学材料设计与应用；微纳米结构功能材料在强场中的应用方法与技术；高功率激光作用下的材料结构与特性。
4、材料检测与分析技术：超高空间分辨检测与分析技术；材料多维信息表征技术；场效应下材料原位表征技术；材料无损检测技术；极端条件下材料表征技术。
5、材料设计理论与模拟：基于计算材料学研究微结构与性能的关系，包括表面界面性能，结构、界面与器件性能；多场耦合下的材料特性及仿真技术；新型低维材料电子结构计算与结构预测；机器学习和数据挖掘在材料设计中的应用。
6、材料界面物理与化学：材料流变特性与成型机理；多相流材料表/界面化学物理特性及其对吸附、传质及储能等机理；微纳通道中的电化学沉积行为。
7、微纳加工技术：软流体制备技术；增材制造技术；三维成型技术；微胶囊制备技术；微流体封装技术；电铸成型技术；微纳结构构筑技术。
8、材料加工模拟仿真：材料成型过程的宏观/微观模拟仿真；高精度建模与高校计算；材料加工过程的物理与数值模拟等；控制变形理论与技术。
9、光纤激光材料：面向高功率光纤激光应用需求，开展大模场石英光纤理论设计；稀土离子掺杂光纤预制棒制备技术；特种光纤拉制涂覆技术；泵浦增益一体化复合功能激光光纤设计与制备技术；光纤激光材料综合行政表征技术；光纤激光材料系统集成考核技术。
10、激光玻璃：激光玻璃；氟氧化物玻璃；大尺寸博精密加工工艺；玻璃包边及镀膜工艺。
