全书由三部分内容组成：第一部分为基本理论部分，由第1章至第4章组成，阐述工程材料学的基本概念和基本理论，其内容为工程材料的结构、组织和性能以及它们之间的关系，金属材料组织、性能的影响因素和规律，二元合金相图与铁碳合金、钢的热处理以及材料的表面改性技术。第二部分为工程材料知识部分，包括第5章和第6章，着重介绍各类机械工程材料的成分、组织、性能与应用，包含常用的非合金钢、合金钢、铸铁、有色金属、非金属材料等；在系统讲述传统钢铁材料的同时，突出有色金属材料和非金属材料的性能特点和工程应用，同时对功能材料和其他新型前沿材料作了介绍，以扩展学生的知识面。第三部分为工程材料的选材和工艺部分，由第7章组成，结合真实工程案例，介绍机械零件的失效与选材知识，以及典型零件的选材及其加工工艺路线设计方法，特别强调了热处理工艺的实际应用。