Badania naukowe prowadzone na Wydziale związane są z głównymi nurtami współczesnej nauki o materiałach i inżynierii materiałowej. Mają interdyscyplinarny charakter i obejmują zagadnienia fizyki, chemii, biologii oraz medycyny. Prowadzone prace ukierunkowanie są na związki pomiędzy mikrostrukturą, a właściwościami materiałów stosowanych w różnych sektorach przemysłu, m.in. w transporcie, energetyce i medycynie. Przedmiotem badań są także obiekty dziedzictwa kulturowego. Wydział posiada nowoczesną, często unikatową aparaturę badawczą pozwalającą na charakterystykę struktury materiałów od skali atomowej do makroskopowej.

Wydział kontynuuje blisko 100-letnią tradycję kształcenia w zakresie nauki o materiałach w Politechnice Warszawskiej. Kształci studentów na kierunku Inżynieria Materiałowa. Studia stacjonarne I stopnia – inżynierskie trwają 7 semestrów i są realizowane według jednolitego planu, a wyróżniający się studenci mogą skorzystać z toku nauczania indywidualnego. Na studiach II stopnia- magisterskich (3 semestry) – do wyboru jest pięć specjalności: Inżynieria Powierzchni, Zaawansowane Materiały Funkcjonalne, Nowoczesne Materiały Konstrukcyjne, Biomateriały oraz Nanomateriały i Nanotechnologie. Wyboru jednej z nich dokonuje się w porozumieniu z opiekunem pracy dyplomowej i dziekanem na pierwszym semestrze studiów magisterskich. Na każdej specjalności istnieją grupy przedmiotów obowiązkowych i obieralnych. Wielu absolwentów kontynuuje naukę na studiach doktoranckich i prowadzi badania w krajowych lub zagranicznych ośrodkach. Działalność dydaktyczna i naukowa realizowana jest w 4 Zakładach: Inżynierii Powierzchni, Projektowania Materiałów, Materiałów Konstrukcyjnych i Funkcjonalnych oraz Materiałów Ceramicznych i Polimerowych. Wydział współpracuje z zagranicznymi ośrodkami naukowymi we Francji, Grecji, Niemczech, Chinach i Rosji. Wspólnie z ETH Zurych, Swiss Laboratory for Materials Testing and Research, Akademią Górniczo-Hutniczą, Uniwersytetami: Warszawskim i Jagiellońskim prowadzi studia doktoranckie w ramach Polsko-Szwajcarskiej Szkoły dla doktorantów. Trwają one 3 lata, z czego połowę czasu doktoranci przebywają w Szwajcarii. Wydział ściśle współpracuje również z NIMS (National Institute of Materials Science) w Japonii w ramach „WUT-NIMS Joint Graduate School Program”. Wykształcenie uzyskiwane przez absolwentów pozwala na pracę w: lotnictwie, transporcie, energetyce, biomedycynie i bioinżynierii, przemyśle ceramicznym i narzędziowym oraz obszarze wytwarzania nanomateriałów i nanotechnologii.