工程材料可以按照化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。
在工业上，金属及其合金被分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属包括铁和以铁为基的合金，如钢、铸铁和铁合金。有色金属则是黑色金属以外的所有金属及其合金。
非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。
高分子材料，也被称为聚合物或有机合成材料，具有高强度、良好塑性、耐腐蚀性能、绝缘性和轻量化等优秀特性。工程上通常根据其机械性能和使用状态将其分为塑料、橡胶和合成纤维三类。
复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的。
（一）金属材料
1. 黑色金属 – 钢与铁
钢是以铁为基的合金，主要化学元素为铁，还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷、氧和氮等。这些少量元素对钢材的性质有很大影响。根据含碳量的不同，钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢等。钢的分类和牌号表示方法也十分重要。我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、化学符号和数字相结合的表示方法。例如，碳素结构钢的牌号表示为“Q+数字”，数字代表屈服点数值。
钢具有良好的承载性、工艺性能（如焊接性能、压力加工性能等），在桥梁、建筑和船舶上得到广泛应用。还有优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢等，它们在不同领域有着特殊的用途。
铸铁是碳含量大于2.11%的铁碳合金，还含有硅、锰、硫和磷等元素。铸铁根据石墨的形态可分为灰口铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁等。铸铁的韧性和塑性主要取决于石墨的数量、形状和分布。铸铁具有良好的铸造性能和切削性能，广泛应用于机械设备的制造。
2. 有色金属 – 重点关注不锈钢（耐酸钢）
不锈钢是一种重要的有色金属材料，具有良好的耐蚀性、高强度和美观性。按使用状态的金相，不锈钢可分为铁素体型、马氏体型、奥氏体型等五类。各类不锈钢的特点和应用领域各不相同，例如铁素体型不锈钢主要用于制造耐腐蚀的零部件，马氏体型不锈钢则常用于制作受力较大的零件和工具。
（二）其他材料
