In den Ingenieurwissenschaften bezeichnet der Begriff Materialfamilie eine Gruppe von Werkstoffen mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung, atomarer oder molekularer Bindung und damit korrelierenden Eigenschaftsprofilen. Typische Materialfamilien sind Metalle und Legierungen, Keramiken, Polymere, Gläser, Verbundwerkstoffe und zunehmend auch funktionale Hybridsysteme.

Die Einteilung in Familien dient der systematischen Strukturierung der Werkstofflandschaft und ermöglicht eine effiziente Vorauswahl bei der Werkstoffauslegung. Innerhalb einer Familie zeigen Materialien oft ähnliche Trends hinsichtlich Dichte, Elastizitätsmodul, thermischer Ausdehnung, elektrischer Leitfähigkeit oder Korrosionsverhalten. Dies erlaubt z. B. in Ashby-Darstellungen eine familienweise Abgrenzung von Eigenschaftsräumen.

Auf mikroskopischer Ebene sind Materialfamilien durch charakteristische Bindungstypen und Gitter- bzw. Netzwerkstrukturen definiert: Metalle durch metallische Bindung und meist dichteste Packungen, Keramiken durch ionische bzw. kovalente Bindung in kristallinen oder teilkristallinen Strukturen, Polymere durch kovalent verknüpfte Ketten mit sekundären Wechselwirkungen zwischen den Ketten. Diese fundamentalen Unterschiede bestimmen Verformungsmechanismen, Versagensarten und Diffusionsverhalten.

Neben der chemisch-basierten Klassifikation existieren funktionsorientierte Familien, etwa Strukturwerkstoffe, Funktionswerkstoffe (z. B. piezoelektrische, magnetokalorische oder elektrochemisch aktive Materialien) und Biomaterialien. Moderne Entwicklungen wie Hochentropie-Legierungen oder nanostrukturierte Verbunde überschreiten klassische Familiengrenzen und erfordern erweiterte Klassifikationsschemata. Dennoch bleibt der Familienbegriff zentral für Werkstoffdesign, Datenbanken, Normung und die algorithmische Werkstoffauswahl.