可再生能源将加速开发
与材料密切相关的是太阳能的利用。目前常用光伏转换材料效率太低，成本高，难以大规模推广。因此，开发高效、价廉、长寿命的光伏转换材料是当务之急。这对西部大开发至关重要。
风能也是不可忽视的再生能源，在某些多风地区，如新疆，也可得到充分利用。此外，潮汐能、海水温差与地热在21世纪都将会得到不同程度的利用，这些都存在材料问题。
核能在21世纪也将会有新的发展
在铀资源有效利用的同时，21世纪大力开发的是可控热核聚变反应堆。这可视为人类的永久能源。根据目前估计，要2050年或更长的时间它才能进入实用化。
超导材料是最重要的节能材料
低温超导材料产业化已几十年，高温超导体已发现30多种，据估计2010年可望产业化。21世纪的另一任务是探索室温超导材料和现有高温超导机理的探讨。
贮能材料受到高度重视
贮能材料主要指贮氢材料和高密度蓄电池。这是电网调峰和环保的需要，是某些机械装置的动力源。
金属间化合物作为贮氢材料已基本成熟，并试用于汽车燃料。最近发现的纳米碳管，贮氢量高、质轻、有发展前景。
电池的种类繁多，当前发展最快的是Ni-MH电池；而从比能量密度看，锂电池最好，但价格是前者的3.5倍。Ni-MH电池与汽油混合汽车已实用化。
燃料电池是提高燃效减少污染的有力措施
燃料电池是将化学能转变为电能的一种装置，燃效可达60%，燃料电池的关键是电极材料。
美国航宇局正在开展一种试验，即太阳能电池与氢氧燃料电池联合开动的小飞机。
