南京大学材料科学专业起源于物理与化学学科的交叉。1990年，在南京大学固体微结构物理国家重点实验室和配位化学国家重点实验室的基础上，组建了材料科学研究所。

学科创立初期，由于关注到迅速发展的信息产业（主要是微电子和光电子产业）迫切需要高技术信息功能材料与器件，确定了"以材料的结构性能、精细人工合成化学与现代光电子技术相互渗透，材料的合成制备—结构性能—器件应用三位一体，发展光电功能材料及器件的学术方向”。建立了晶体生长、有机金属化学气相沉积、脉冲激光沉积和团簇薄膜材料实验室。承担了两项国家高技术研究发展计划（863）的项目，在国际上最早利用铁电超晶格LiNbO3晶体研制成功毫瓦级小型全固化蓝光激光倍频器和工作频率为1GHz的超高频声学换能器。