地球上的物質可以分為「元素」與「化合物」兩大類，而且是以固態、液態或氣態的型式存在自然界，這裡我們先來談談元素與化合物的差別，再討論什麼是固態、液態或氣態，後面才能再討論更深入的材料科學。