Vztah mezi kulturou a materiály nejzřetelněji vyplývá z pojmenování civilizačních epoch podle materiálů – doba kamenná, bronzová a železná. Ve starověkých civilizacích nebylo zřetelné rozdělení oborů na vědu či umění. V té době především žádná věda, jak ji chápeme dnes, neexistovala. Nicméně bez znalostí termodynamických zákonů, krystalických struktur nebo fázových diagramů naši předci objevili materiály, které používáme dodnes – kovy, tmely, pigmenty, keramiku, kompozitní materiály či sklo.
Každá civilizace posouvala znalosti materiálových technologií, k plnému rozvoji teorie materiálů však došlo až ve 20. století. Kořeny této teorie lze nalézt v období renesance v 15. a 16. století, kdy byly zdokonalovány alchymistické postupy. Přestože byly zahaleny okultismem, příznivci alchymie toužili objevit skryté principy transformace některých materiálů a zjevné nezměnitelnosti jiných materiálů, jako jsou rtuť nebo síra. Mimo jiné tyto experimenty vedly k objevu pigmentů, mořidel a pojiv, které používali Michelangelo, Tizian a jiní renesanční umělci. Tento vývoj materiálů byl veden jak estetickými, tak technologickými cíli. Bylo to velmi plodné období, ve kterém se zrodilo pojetí vědy a vědců, přestože tyto pojmy se začaly používat až mnohem později.
