材料是制造业的基础，材料创新是颠覆性技术革命的核心。材料基因组计划的实施，可突破传统的循环试错和经验积累的“经验寻优”方式，实现以国家战略和上海市产业需求为导向，理性化、数字化和智能化的“系统寻优”，从而促进材料创新，加快材料从实验室到终端用户的研发速度。
上海交大“氢科学中心”是上海交通大学“双一流”建设交叉研究平台，重点研究氢能源和氢生物领域的关键科学问题，包括光氢催化、光电氢转化、光热氢转化、氢存储应用、氢医学、氢农业等关键共性技术。
增材制造联合研究中心旨在突破增材制造材料研发关键技术，形成应用为导向的增材制造核心工艺，是材料学院增材制造学科建设的关键举措。
智能制造联合研究中心聚焦热制造过程数值模拟与仿真技术研发，利用材料基因方法和基于大数据获取的人工智能等手段，集成铸造、焊接、锻造、热处理等基础工艺，开展智能热制造研究和学科建设，促进材料学院传统材料加工工程的科研结构调整和科研转型升级，解决制约重大工程高端装备智能制造重大科学及工程问题，并支持传统产业的转型升级，为国防建设、产业和区域经济发展做出了突出贡献。
清洁能源材料联合研究中心聚焦于新能源的转换和存储，响应国家绿色低碳战略，针对日益紧缺的化石能源及其燃烧可能带来的环境问题，以前瞻性基础研究为主，兼顾应用基础研究。
生物医用材料联合研究中心基于材料科学与工程和生物医学工程两个学科的研究方向，形成4-5项交叉研究方向，创造宽松的环境，汇聚国际一流的科研队伍，鼓励和支持基于新原理、新发现、新机制、新材料的原创性研究，开展大规模多学科交叉协作的重大创新性研究，实现具有国际影响力的核心技术突破。
信息材料联合研究中心重点针对国家在高端芯片、智能制造等方面的信息材料需求，重点围绕3D芯片集成与封装、第三代半导体功率器件、高密度电子互连成形、光电器件、汽车电子、新型传感器等共性关键材料与技术，开展基础理论研究与应用技术研究；