用于制造各类机械零件、构件的材料和在机械制造过程中所应用的工艺材料，就是机械工程材料。
人类最先利用的材料是自然材料:石头、木头、泥土、兽皮，发明火以后，可以使用陶器和瓷器，青铜是金属材料的最早使用，炼铁和炼钢丰富和发展了机械材料，钢铁是机械材料的主要材料，提高钢铁等金属材料的使用性能和加工性能是19世纪20世纪21世纪材料专家的主要研究内容，非金属材料，如高分子材料和现代陶瓷是21世纪材料工作者的研究目标。
机械工程材料涉及面很广，按属性可分为金属材料和非金属材料两大类。金属材料包括
黑色金属和有色机械工程金属。有色金属用量虽只占金属材料的5%，但因具有良好的导热性、
导电性，以及优异的化学稳定性和高的比强度等，而在机械工程中占有重要的地位。非金属材料又可分为
无机非金属材料和有机高分子材料。前者除传统的陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料外，还包括
氮化硅、碳化硅等新型材料以及碳素材料(见碳和石墨材料)等。后者除了天然有机材料如木材、橡胶等外，较重要的还有合成树脂(见
工程塑料)。此外，还有由两种或多种不同材料组合而成的复合材料。这种材料由于复合效应，具有比单一材料优越的综合性能，成为一类新型的工程材料。
机械工程材料也可按用途分类，如结构材料(结构钢)。工模具材料(工具钢)。耐蚀材料(不锈钢)、耐热材料(耐热钢)、耐磨材料(耐磨钢)和减摩材料等。由于材料与工艺紧密联系，也可结合工艺特点来进行分类，如铸造合金材料、超塑性材料、
粉末冶金材料等。粉末冶金可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，也可直接制造各种精密机械零件，已发展成一类粉末冶金材料。