無機非金屬材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及矽酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統稱。無機非金屬材料的提法是20世紀40年代以後，隨著現代科學技術的發展從傳統的矽酸鹽材料演變而來的。無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料並列的三大材料之壹。
無機非金屬材料分類：
1、傳統陶瓷
其中，瓷是粉體的致密燒結體，較之較早的陶，其氣孔率明顯降低，致密度升高。
陶瓷在我國有悠久的歷史，是中華民族古老文明的象征。從西安地區出土的秦始皇陵中大批陶兵馬俑，氣勢宏偉，形象逼真，被認為是世界文化奇跡，人類的文明寶庫。唐代的唐三彩、明清景德鎮的瓷器均久負盛名。
傳統陶瓷材料的主要成分是矽酸鹽，自然界存在大量天然的矽酸鹽，如巖石、土壤等，還有許多礦物如雲母、滑石、石棉、高嶺石等，它們都屬於天然的矽酸鹽。此外，人們為了滿足生產和生活的需要，生產了大量人造矽酸鹽，主要有玻璃、水泥、各種陶瓷、磚瓦、耐火磚、水玻璃以及某些分子篩等。矽酸鹽制品性質穩定，熔點較高，難溶於水，有很廣泛的用途。
矽酸鹽制品壹般都是以黏土（高嶺土）、石英和長石為原料經高溫燒結而成。黏土的化學組成為Al傳3·2SiO·2H傳，石英為SiO，長石為K傳·Al傳3·6SiO（鉀長石）或Na2O·Al2O3·6SiO2（鈉長石）。這些原料中都含有SiO2，因此在矽酸鹽晶體結構中，矽與氧的結合是最重要也是最基本的。
矽酸鹽材料是壹種多相結構物質，其中含有晶態部分和非晶態部分，但以晶態為主。矽酸鹽晶體中矽氧四面體[SiO4]是矽酸鹽結構的基本單元。在矽氧四面體中，矽原子以sp雜化軌道與氧原子成鍵，Si—O鍵鍵長為162 pm，比起Si和O的離子半徑之和有所縮短，故Si—O鍵的結合是比較強的。
2、精細陶瓷
精細陶瓷的化學組成已遠遠超出了傳統矽酸鹽的範圍。例如，透明的氧化鋁陶瓷、耐高溫的二氧化鋯（ZrO2）陶瓷、高熔點的氮化矽（Si3N4）和碳化矽（SiC）陶瓷等，它們都是無機非金屬材料，是傳統陶瓷材料的發展。精細陶瓷是適應社會經濟和科學技術發展而發展起來的，信息科學、能源技術、宇航技術、生物工程、超導技術、海洋技術等現代科學技術需要大量特殊性能的新材料，促使人們研制精細陶瓷，並在超硬陶瓷、高溫結構陶瓷、電子陶瓷、磁性陶瓷、光學陶瓷、超導陶瓷和生物陶瓷等方面取得了很好的進展，下面選擇壹些實例做簡要的介紹。
高溫結構陶瓷汽車發動機壹般用鑄鐵鑄造，耐熱性能有壹定限度。由於需要用冷卻水冷卻，熱能散失嚴重，熱效率只有30%左右。如果用高溫結構陶瓷制造陶瓷發動機，發動機的工作溫度能穩定在1 300 ℃左右，由於燃料充分燃燒而又不需要水冷系統，使熱效率大幅度提高。用陶瓷材料做發動機，還可減輕汽車的質量，這對航天航空事業更具吸引力，用高溫陶瓷取代高溫合金來制造飛機上的渦輪發動機效果會更好。
已有多個國家的大的汽車公司試制無冷卻式陶瓷發動機汽車。我國也在1990年裝配了壹輛並完成了試車。陶瓷發動機的材料選用氮化矽，它的機械強度高、硬度高、熱膨脹系數低、導熱性好、化學穩定性高，是很好的高溫陶瓷材料。氮化矽可用多種方法合成，工業上普遍采用高純矽與純氮在1 300 ℃反應後獲得：
3Si+2N2→Si3N4 （1 300 ℃）
高溫結構陶瓷除了氮化矽外，還有碳化矽（SiC）、二氧化鋯（ZrO2）、氧化鋁等。
透明陶瓷壹般陶瓷是不透明的，但光學陶瓷像玻璃壹樣透明，故稱透明陶瓷。壹般陶瓷不透明的原因是其內部存在有雜質和氣孔，前者能吸收光，後者使光產生散射，所以就不透明了。因此如果選用高純原料，並通過工藝手段排除氣孔就可能獲得透明陶瓷。早期就是采用這樣的辦法得到透明的氧化鋁陶瓷，後來陸續研究出如燒結白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔-二氧化鋯等多種氧化物系列透明陶瓷。又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鎂（MgF2）、氟化鈣（CaF2）等。這些透明陶瓷不僅有優異的光學性能，而且耐高溫，壹般它們的熔點都在2 000 ℃以上。如氧化釷-氧化釔透明陶瓷的熔點高達3 100 ℃，比普通硼酸鹽玻璃高1 500 ℃。透明陶瓷的重要用途是制造高壓鈉燈，它的發光效率比高壓汞燈提高壹倍，使用壽命達2萬小時，是使用壽命最長的高效電光源。高壓鈉燈的工作溫度高達1 200 ℃，壓力大、腐蝕性強，選用氧化鋁透明陶瓷為材料成功地制造出高壓鈉燈。透明陶瓷的透明度、強度、硬度都高於普通玻璃，它們耐磨損、耐劃傷，用透明陶瓷可以制造防彈汽車的窗、坦克的觀察窗、轟炸機的轟炸瞄準器和高級防護眼鏡等。
生物陶瓷人體器官和組織由於種種原因需要修復或再造時，選用的材料要求生物相容性好，對肌體無免疫排異反應；血液相容性好，無溶血、凝血反應；不會引起代謝作用異常現象；對人體無毒，不會致癌。已發展起來的生物合金、生物高分子和生物陶瓷基本上能滿足這些要求。利用這些材料制造了許多人工器官，在臨床上得到廣泛的應用。但是這類人工器官壹旦植入體內，要經受體內復雜的生理環境的長期考驗。例如，不銹鋼在常溫下是非常穩定的材料，但把它做成人工關節植入體內，三五年後便會出現腐蝕斑，並且還會有微量金屬離子析出，這是生物合金的缺點。有機高分子材料做成的人工器官容易老化，相比之下，生物陶瓷是惰性材料，耐腐蝕，更適合植入體內。
氧化鋁陶瓷做成的假牙與天然齒十分接近，它還可以做人工關節用於很多部位，如膝關節、肘關節、肩關節、指關節、髖關節等。ZrO2陶瓷的強度、斷裂韌性和耐磨性比氧化鋁陶瓷好，也可用以制造牙根、骨和股關節等。羥基磷灰石〔Ca10(PO4)6(OH)2〕是骨組織的主要成分，人工合成的與骨的生物相容性非常好，可用於頜骨、耳聽骨修復和人工牙種植等。發現用熔融法制得的生物玻璃，如CaO-Na2O-SiO2-P2O5，具有與骨骼鍵合的能力。
陶瓷材料最大的弱點是性脆，韌性不足，這就嚴重影響了它作為人工人體器官的推廣應用。陶瓷材料要在生物工程中占有地位，必須考慮解決其脆性問題。
3、納米陶瓷
從陶瓷材料發展的歷史來看，經歷了三次飛躍。由陶器進入瓷器這是第壹次飛躍；由傳統陶瓷發展到精細陶瓷是第二次飛躍，在這個期間，不論是原材料，還是制備工藝、產品性能和應用等許多方面都有長足的進展和提高，然而對於陶瓷材料的致命弱點──脆性問題沒有得到根本的解決。精細陶瓷粉體的顆粒較大，屬微米級（10 m），有人用新的制備方法把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級
（10 m），用這種超細微粉體粒子來制造陶瓷材料，得到新壹代納米陶瓷，這是陶瓷材料的第三次飛躍。納米陶瓷具有延性，有的甚至出現超塑性。如室溫下合成的TiO2陶瓷，它可以彎曲，其塑性變形高達100%，韌性極好。因此人們寄希望於發展納米技術去解決陶瓷材料的脆性問題。納米陶瓷被稱為21世紀陶瓷。