材料物理与化学专业是材料科学与工程一级学科所属的二级学科，其前身是金属物理专业。材料物理与化学是以物理、化学等自然科学为基础，从分子、原子、电子等多层次上研究材料的物理、化学行为与规律，致力于先进材料的研究与开发的学科，它在材料科学与工程领域具有从事基础研究和应用基础研究的特点，特别是各种先进材料，新材料所涉及的材料科学的基础和现象，都是材料物理与化学专业所关注的。沈阳师范大学材料物理与化学学科于2003年获得硕士学位授予权，2004年开始招生，学制三年。
材料物理与化学专业研究生除外语、政治、计算机公共基础课外，主要开设材料科学基础、固体物理学、金属物理学、计算材料学、材料分析与测试方法、X射线结构分析、高等量子力学等课程。目的是培养具有严谨的治学态度和科学作风，熟练掌握材料科学与工程的基础理论，熟悉相关学科的理论与知识，了解国内外材料科学与工程领域的发展动向，能从分子、原子、电子尺度探讨材料的结构和性能之间的关系，能设计新材料，对材料的性能进行剪裁的教学和研究性人才。其基本要求是：
（1）努力学习马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论，热爱祖国，坚持四项基本原则，遵纪守法，品行端正，具有艰苦奋斗、为人民服务和为社会主义建设事业献身的精神。
（2）勤奋学习，掌握材料物理与化学专业坚实的理论基础和系统的专门知识，具有从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力。比较熟练地掌握一门外语。
（3）具有健康的体格。
（4）取得规定的学分，完成硕士论文、并通过答辩，方可毕业。通过三年的学习和研究能力的培养，要求学生在材料科学领域内某一方面具有发展专长的基础，毕业后能从事材料科学及相关学科的教学、基础研究工作，能从事有关的工业部门的材料生产、应用和新材料开发工作。
沈阳师范大学材料物理与化学专业的主要特色：
选择了先进材料（大块非晶，Zn-Al铸造合金）及材料的基础理论研究为研究方向：包括计算材料学，材料的微结构与相变动力学，材料的非平衡性能。
以35-45岁的青年学者作为主要学术带头人。拥有一支高水平的学术队伍，在编的教学和科研人员8人，其中正高职4人，副高职3人，中级职称1人；具有博士学位4人（博士后3人），博士在读3人。
学校已建立起先进材料及相变重点实验室。拥有一批具有国际先进水平的大型精密仪器和设备，如力学实验机，硬度计，真空电阻炉，抛光机，镶样机，金相显微镜，x射线衍射仪，P-E DSC7热分析仪，扫描电镜等，为本学位点的教学和研究工作奠定了基础。
近年来本专业在计算材料学，材料的微结构与相变动力学，材料的非平衡性能方向开展了国内领先水平的研究工作，取得了一批较高水平的研究成果。在国内外重要期刊发表学术论文70余篇，大部分进SCI、EI检索；先后主持省市级以上10余项科研项目；出版学术著作7部。