石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为“黑金”、“新材料之王”。
碳纤维强度大、密度低、线膨胀系数小等特性使之在飞机制造等军工领域、汽车和医疗器械等工业领域、高尔夫球棒和自行车等体育休闲领域备受追捧。
钛合金具有高强度、延展性好、耐腐蚀、无磁性等优越性能，除钛合金之外，轻型合金还主要包括铝合金和镁合金。铝合金使用较早，如今普及程度也较高，在汽车、轮船等领域经常出现。而镁合金是实用金属当中质量最轻的，是汽车实现轻量化最重要的新材料之一。
碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。2018年，清华大学在超强碳纳米管纤维领域取得重大突破，在世界上首次报道了接近单根碳纳米管理论强度的超长碳纳米管管束，其拉伸强度超越了目前发现的所有纤维材料。
超导材料是在特定温度下，电阻消失的材料。近年来，超导材料所具有的零电阻、完全抗磁性和隧道效应三个特性，使之在全世界广受关注。
近年来，数字家居以及物联网的崛起惠及半导体产业蓬勃发展。据市场研究公司Trend Force报告显示，2019年中国功率半导体市场规模将达到2907亿元人民币，较2018年成长12.17%，维持双位数的成长表现。除此之外，半导体材料涉及的产业主要包括集成电路、LED、太阳能光伏等。
功能薄膜属于先进高分子材料的一种，其种类较多，在战略新兴产业中扮演重要角色。近年来，薄膜行业形势发展变化极为迅猛，其中锂电池隔膜行业发展过热，铝塑封装膜异军突起，BOPA薄膜行业开始进入低谷，BOPP行业轻微回暖，BOPET行业迎来春天，流延薄膜行业出现了新的投资方向，镀铝膜行业的整合进一步加快。
智能材料是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料拥有七大功能，包括传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。而这七大功能正好切合了时下火热的可穿戴设备以及4D技术。
生物材料主要应用在医学上，目前利用生物材料已经生产出除大脑以外的所有的器官的相关材料。在市场上已经有的产品包括人工眼角膜、心脏支架、心脏起搏器、人工硬脑膜等。预计2020年我国生物医用材料市场规模将达到9300多亿元人民币，成为世界第二大生物医用材料市场，约占全球市场份额的22%。
目前，特种玻璃包含的光伏玻璃和超薄玻璃两个子行业也迎来发展先机。随着移动设备产业的发展，对高性能玻璃的需求也越来越大，其中包括用于各种平板显示器件的平板玻璃，用于光的折射、透射等方面的传光玻璃。此外，微晶玻璃还应用在太阳能基板、集成电路基板和人工骨齿等方面。
目前，尼龙和涤纶的拉伸断裂强力仅为其理论值的约5％。今后开发的高聚物纤维，拉伸断裂强力将为其理论值的40％，抗拉模量将为其理论值的90％。随着高聚物技术的发展以及有机与无机化合物结合的进展，极有可能开发出达40％理论强力的纤维。开发这种纤维的瓶颈是成本。这种纤维将适用于要求高强力、轻质量的各种设备。
人们致力于开发能够在450℃下连续使用的耐热高聚物材料。具有与常规高聚物纤维等同的形状稳定性和加工性能以及很高耐热能力的纤维将会出现。它们的应用领域将包括过滤器、高温工艺和太空开发等。
目前已经开发出一些轻质纤维，如：低密度的丙纶纤维和涤纶多孔（孔的比例为40％）纤维。人们预计今后将会开发出用于老年服装的超轻和具有良好保暖性能的纤维。开发这种纤维要以新技术为基础，即在进行变形加工的工艺过程中，不会使孔的部分断裂。
在21世纪，人们将开发出在室温下与铜的导电性能相当的、用于电料和电子材料的高聚物纤维。开发这类纤维的关键是开发这种高聚物的回收技术。
目前，作为重要可生物降解纤维的聚乳酸纤维还没有足够的结果来证明其实际性能，其耐热性能尚需进一步提高。另外，仍需在强力保持性能和可生物降解性能之间加以权衡。因此，这种纤维的应用有很大局限性。而开发在一定时间内能够降解的可生物降解纤维将是解决该问题的一种答案。
今后将会出现新型再生纤维素纤维。它们将以阔叶树、竹子和建筑材料碎片为原料，并充分利用生物技术。
通过将蜘蛛丝成功地溶解，Wyoming大学已经克隆出蜘蛛丝的基因。蜘蛛丝具有化学纤维不可比拟的良好性能。将蜘蛛丝基因转移到蚕体内，蚕将不再生产蚕丝，而使生产蜘蛛丝变为现实。蜘蛛丝极其结实，其断裂伸长率为35％。
人们将开发具有传感功能的温湿度调节材料、康复用神经刺激材料和肌肉力量支持类服装。今后还将开发出具有传感功能的睡衣，用来检测温度和相对湿度，以防止那些丧失温、湿度感觉的老年人受到类似“低温烧伤”的伤害。另外，今后的开发项目还包括一种用于患者康复的纤维，它作为一种护理保健材料能刺激神经，还能以紧身连裤袜的形式支撑肌肉力量不足的患者。
