材料基因组（materials genome），工学-材料科学与工程-材料基础-材料设计，借鉴人类基因组计划的研究理念与方法，为转变新材料的研发模式、加速新材料的开发和应用而提出来的一个概念。2011年以后获得广泛采用。作为重振其先进制造业伙伴关系的重要组成部分，2011年6月美国宣布启动“面向全球竞争力的材料基因组计划”（Materials Genome Initiative for Global Competitiveness）。该计划的基本理念是创新研发模式，通过理性设计-高效实验-数字化数据全过程协同，加速新材料发展。通过构建材料高通量计算平台、高通量实验平台和数据库平台作为材料创新公共基础设施（materials innovation infrastructure），促进融合、协同创新；通过突破高通量计算方法、高通量实验方法、材料大数据技术，实现新材料研发周期缩短一半、研发成本降低一半的目的。该计划还特别重视变革材料研发文化、培养具有材料基因组新思想和新理念的高素质人才队伍。