多功能材料与结构教育部重点实验室设计、制备和应用以多功能化为主要特征的材料，涉及力学、材料、传热、固体电子学等学科。实验室以整合资源、集中优势、提升国防科研能力、培养国防科技专门人才为宗旨，由
西安交通大学航天航空学院、电信学院、材料学院和能动学院共建。参与建设的主要学科和学院，也是学校承担相关国防研究的主要阵地。
实验室的总体研究方向和特色是：以多功能化为主要特征的材料设计、制备和应用。即着重于研究材料的力学特性、电子学特性和传热特性及其与材料成分结构、制备工艺和宏观构型等的相互关系；在此基础上，研究国防军工特殊服役条件下材料的多功能化设计原理、方法和技术途径，并将其用于国防军工新材料和新装备研制。
实验室研究工作的重点内容为：根据国防军工材料装备需求和特殊服役环境，提炼表征材料的关键性能，研究材料特殊的合成制备工艺和微观、宏观构型，把握材料成分/结构/性能三者关系，着重围绕以多功能设计与优化为主线的材料研究与技术开发。
实验室主任为航天航空学院
卢天健教授，副主任为电信学院徐卓教授和航天航空学院金峰教授，现有固定研究人员30人。