土木工程是一个大的行业，所带动的产业非常多。
土木工程材料偏向于指建造毛胚房（不包括装修）所涉及到的材料，最常听说的就是钢筋、混凝土。土木工程材料经历了很长远的演变过程，最开始用到的材料由于技术等方面的问题，仅局限于天然的土，不规则石材，天然木材等等，随着技术和社会的进步，越来越多的社会需求出现，也督促着材料慢慢发生着进化，比如各种复合材料出现，最常见得就是混凝土，以及各种添加剂。当然这个过程是相互的，新材料的出现也为新的结构形式，新的建造服务提供了可能性，比如水下玻璃建筑。
当然除了这些还包括很多其他的工程材料。比如碳纤维，玻璃纤维，记忆合金、压电陶瓷等也随着社会和经济的发展不断参与土木工程建设，不过多充当调节监测的角色。部分材料也充当结构的承力部分，如碳纤维。像压电陶瓷，磁流变凝胶等就仅担任检测角色，但灵敏度较其他材料更高。最终这些材料的使用与否也取决于建造项目自身的情况，如功能需求，重要程度，经济效益等等。整个土木工程材料沿着复合化，绿色化，智能化，高性能多功能集于一体化发展。
目前土木工程材料研究主要有以下几个方面。
第一个方面就是传统混凝土的进一步研究，比如如何配制更高强度的混凝土，改变工作性能，提高耐久性。研究比较完善，主要包括配比研究，生产工艺研究，胶凝材料成分研究，添加剂研究，复合材料研究。传统混凝土的研究更加偏向于在原有的研究成果上，结合新的功能需求进行研究，类似于在一个成熟的框架上做二次开发。比如研发轻质混凝土，高性能能混凝土，低强度混凝土，自密实混凝土，还有最近比较热门的清水混凝土。这就涉及到材料的多功能集于一体化的发展趋势，清水混凝土除了担任承力结构外，还承担部分装饰功能，甚至现在已经出现专门用混凝土做的工艺品。如石材，木材，本身就兼具着结构和装饰两种功能。
此外研究还集中与施工技术的研究，集于对混凝土性能的研究基础上设计合理的施工方法。以及后期的质量控制，养护，维护等。依此还衍生出检测技术的研究。
第二个方面就是传统混凝土的代替问题，类似于在原有框架上衍生出新的框架，其中包括胶凝材料，粗骨料，细骨料替换。包括矿渣，火山灰，赤泥，尾矿等作为代替材料的研究，研究内容包括替换材料的活性激发问题，替换后配比问题，替换后材料的强度，耐久性，工作性能等研究。这个关键在于如何稳定高效，经济地利用这些材料，强度问题由材料本身就决定了。传统混凝土已经使用了上百年，人们对其长时间段的变化十分了解，与其他材料的配合，各个产业链也非常成熟，所以出于安全，也出于经济问题人们一般不轻易在重要的结构创新使用一个全新的材料体系。
因此替换材料的研究，主要就集中在如何让其变得更经济，更可靠，就如一个新的操作系统一样，如何让其形成生态，这需要时间。但现在一些不太重要的结构，如一些矿坑回填，临时道路等结构在开始使用。如果经济上不划算，国家应如补贴新能源一样进行一些财政补贴，以帮助打通整个产业链。这里还有一个重要的研究方向就是旧建筑材料的回收问题，跟替换材料差不多，不过相对尾矿等生产过程能够产生其他附加值的材料，要着重研究其回收生产工艺问题，经济高效，而且避免产生二次污染。
第三个方面就是智能材料问题，如前面提到过的压电陶瓷，记忆合金等，收集大量可靠数据，通过相关实验研究这些变化的数据与结构相应的关系，建立数学模型，通过计算机进行运算，实现对结构的时时监测，即使做出防护，避免财产损失，随着经济的发展和人们对结构的安全需求、构功能的多样性以及复杂性的增加，以及智慧城市等概念和技术的出现，这方面需求会慢慢提高。但是我们所居住的房屋是一个材料比较粗糙的大型结构，监测的准确性、可靠性和有效性是个研究的重点。这其实有点偏电气化的方面，但是当前的研究方向有将监测材料与结构体系相融合的趋势。目前也还没有能大规模的经济可靠的利用材料。而且这将成为未来一个完整体系的一个小体系，且根据监测体系实现主动或者被动控制的功能。这个过程可能需要研发新的适用于建筑的新材料，相互配合。监测内容包括耐久性，温度应变，震动监测等
第四个方面，随着材料的多样化，功能的多样化，经济效应的多样化，根据不同的地区，不同的资源配置，不同的功能需求，选用不同的材料，在未来行业细分更加细致后，可能会出现研究材料选用的新方向，甚至材料的演变与结构形式，建筑服务内容的改变息息相关，土木工程材料与建筑设计的相互影响及配合关系也将具体化，演化出新的研究方向。比如现在倡导的生态建筑，绿色建筑，从结构形式到功能分区，都有可能跟建筑材料本身相协调，这是人类建筑文明的一种觉醒。生态和谐，环境保护，节能减排光依靠建筑本省的设计思维来完成，是由一定局限性的。
第五个方面，关于土木工程材料的研究，目前多用试验法，但是实验周期长，消耗人力物力较大，如何更加深入研究材料的微观结构，创新更加可靠高效的实验方法，比如进行计算机的合理单元体模型建立，设置符合实际的边界条件，高仿真模拟材料性能，模拟实验，再配合实际实验进行研究，提高实验效率，也有待研究。
第六个方面，材料的研究如何紧跟社会发展以及建筑行业的变革。如装配式建筑的兴起，对建筑材料的性能要求的影响。要求结构的高精度，对材料徐变提出了更高的要求。以及未来的绿色建筑，对材料本身的性能也有了更高的要求，比如保温，保湿，吸声，耗能，如何在大幅度增加成本的情况下实现这些功能，也是个新的研究方向。
第七个方面，即从大的角度看待人类与地质资源环境等辩证关系，控制宏观上的材料研究布局，从时间的广度上、经济的合理性、社会发展影响等综合考虑来确定研究方向的优先级，实现效率和收益的最大化。