國立中山大學於民國69年在台高雄西子灣復校，材料科學研究所於次年成立。而材料與光電工程學系於92年成立，是國內首先唯一兼顧材料與光電兩大領域的熱門科系。並於97年將原有的材料科學研究所與材料與光電工程學系合併，更名為材料與光電科學學系。現今材料與光電科學學系之專任教授，副教授及助理教授共有20位，碩、博士班學生人數約一百餘名，大學部學生人數約二百餘名。系上另有專任技術員四位及科技部編製的三位貴儀技師，負責本系各貴重儀器的操作與維護。
本系的基礎課程讓學生建立材料科學與光電物理的基本概念，同時提供多樣的專業課程讓學生得以選擇在不同的材料領域以及光電科技的應用範疇內架構自己的專長。本系的學生比一般的材料系畢業生具備更佳的數學與物理基礎，而比起光電系的畢業生則多擁有材料科學的相關知識。這些常是一般的材料系或光電系學生所無法同時獲得的，也因此成為本系的一大特色。
本系學生在大三及大四階段，可加入各教授的實驗室參與專題研究的機會，為未來進入研究所深造厚植實力。此外，本校亦有五年學碩方案，表現優秀的同學可在五年完成碩士學位。而本系之研究生來自各大專院校理工或相關科系，並不限於材料本科。為使研究生得到最佳的指導與照顧，本系不僅堅持教學與研究品質，也讓研究生有充裕的儀器使用時間，以培養獨立研究的能力。
本系研究方向包括幾個重點：
- 光電半導體材料與元件
- 光電及功能性高分子
- 功能與結構陶瓷材料
- 航太輕金屬材料
- 晶體成長技術
- 電子材料
- 奈米材料與應用
- 光學資訊處理
- 材料組織分析
- 能源材料
- 鋼鐵材料
本系課程規劃有三大特色：
(1)完整的材料科學與光電基礎訓練，強調理論實驗並重。
(2)注重各種傳統與先進材料之工程應用，拓展學生的知識領域。
(3)碩博士班修習課程除書報討論為必修外，其餘課程完全尊重指導教授的安排，具有充分自由度。
本系全部實驗室及儀器均由全系共管，開放給全系師生共同使用，教授則輪流擔任負責人。本系儀器甚為完備，且多精密昂貴，但因學生人數較少，人人皆有充分之時間使用儀器以從事深入之研究，不必浪費時間等待儀器或借用儀器，此為本系特色之一。本系在歷任系主任及所有教職學生之努力下，奠定了良好的研究環境，然而隨著時代的脈動，與產業界的互動已經成為趨勢，材料與光電科學系在未來的發展中，除了繼續秉持原本基礎的研究之外，更會加強與區域性業界的建教合作，推廣教育的推展也將成為本系一個未來發展的方向，目前本系與光電系、物理系、電機系、機械系所經常開辦半導體及光電人才培訓班，對於區域性產業科技工程人員的再教育將會更積極的投入。