Pagrindinis medžiagų mokslo inžinieriaus vaidmuo yra perimti žinias, įgytas tokiose srityse kaip fizika, chemija ir kristalografija, ir pritaikyti jas praktiniam pritaikymui, pavyzdžiui, mašinų, pastatų ar naujų materijos formų statybai. Medžiagų mokslo inžinerijos sritis yra plati, tarpdisciplininė sritis, atliekanti daugybę funkcijų šiuolaikiniame pramoniniame pasaulyje. Patys medžiagų mokslininkai gali būti sutelkti tik į teorinį materijos savybių pobūdį. Jų vaidmuo yra atrasti šias savybes ir tai, kaip jų fizinė sąveika keičiasi priklausomai nuo vietos sąlygų. Tačiau inžinieriai sutelkia dėmesį į tai, ką galima padaryti naudojant mokslo nustatytas žinias apie medžiagas.
Medžiagų mokslo inžinierius dirba projektuose, kuriuose dalyvauja daugelis fizinių mokslų ir kai kurių gyvosios gamtos mokslų. Todėl jo arba jos išsilavinimas turi apimti platų disciplinų spektrą. Neretai galima rasti šios srities mokslininkų, turinčių kelis laipsnius, dažnai fizikos ar chemijos ir tam tikros formos inžinerijos srityse, taip pat turinčių patirties genetikos ar mikrobiologijos srityse. Pagrindinės pramonės šakos, kuriose ir toliau turės didelę medžiagų mokslo inžinieriaus paklausą, yra medicinos; kosmoso, karinės ir energetikos programos; ir mikroprocesorių inžinerija. Tai gali reikšti, kad medžiagų mokslo inžinierius dirbs tokiose įvairiose srityse kaip naftos žvalgymas, vėžio gydymas, tiltų statyba ar orlaivių projektavimas.
Medžiagų mokslo inžinieriui atsiveria daugybė galimybių. Ši sritis tradiciškai buvo orientuota į medžiagų žinių taikymą nuo metalurgijos, keramikos ir polimerų studijų iki tradicinių statybos metodų. Medžiagų tyrimai dabar derinami su inžinerijos pažanga anksčiau negirdėtais būdais. Medžiagų mokslo inžinierius gali dirbti su farmakologine įmone, kurdamas tikslinius vaistų tiekimo įrenginius navikinėms ląstelėms, su karine organizacija, kad sukurtų savaime gyjančius šarvus, arba su drabužių gamintoju, kad sukurtų medžiagą, kuri nepraleidžia dėmėms. Visas šias programas sukūrė medžiagų mokslo inžinieriai, ir tikėtina, kad bus sukurta daug daugiau.
Viena iš ryškiausių medžiagų mokslo inžinieriaus sričių yra nanotechnologijų tyrimai ir plėtra. Nanotechnologijos taip pat yra tarpdisciplininė sritis, susijusi su medžiagų ir mašinų inžinerija, kurios mastelis (bent vienas matmuo, pvz., plotis ar ilgis) yra 100 nanometrų ar mažesnis. Nanometras yra viena milijardoji metro ilgio. Kad būtų parodytas nanotechnologijų dydis, vidutinis žmogaus raudonųjų kraujo kūnelių skersmuo paprastai yra apie 100 nanometrų.