“超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。
这些特殊性质主要表现在其对光学、电磁、声学等波的传播和反射方面。例如，超材料可以在折射率为负的情况下引导光线，从而实现超透镜的效果。此外，超材料还可以实现隐身、超灵敏传感、高效能量转换等特殊功能。
超材料的设计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计和开发带入一个崭新的天地。
超材料这一概念最早是针对电磁波提出的，指具有负折射性质的人工电磁复合结构。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。其中的微结构，大小尺度小于它作用的波长，因此得以对波施加影响。
超材料的制备主要有两种方法：自下而上的组装和自上而下的制备。
自下而上的组装是指通过对材料微观结构的精细控制，逐层组装出具有超常规性质的材料。
自上而下的制备是指通过光刻、电子束曝光等方法，精确地制造出具有特定结构的材料。
超材料具有广泛的应用前景，可以应用于通信、传感、光电子学、医疗等领域。例如，在通信领域，超材料可以实现超透镜的效果，使得光信号的传输更加稳定和高效。在医疗领域，超材料可以应用于生物成像和治疗等方面，例如利用超材料制造出高灵敏度的生物传感器，用于早期疾病诊断和治疗。