在原始社会，土木工程材料以天然材料为主，如土、草、竹、木、石材、土坯和石灰等。最早的人工材料主要为烧土制品，如砖、瓦和陶瓷等。

近代土木工程材料主要有钢、水泥、混凝土、平板玻璃、黏结剂和人造板材等，而且发展较快。现代新型土木工程材料主要有聚合物、铝合金、合金钢、高性能混凝土、新型墙体材料、装饰材料和节能材料等。

材料科学的发展标志着人类文明的进步。人类的历史由史前的石器时代，经过青铜器时代、铁器时代，发展到今天的人工合成材料时代。同样，材料的发展也标志着土木工程建设事业的进步。高层建筑、大跨度结构和海洋工程等，无一不与材料的发展紧密相连。

土木工程材料是土建工程的物质基础，没有材料，也就没有建筑。材料的费用约占土建工程总投资的60%，因此材料的价格直接影响到建设投资。

土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互促进、相互依存的密切关系。例如，大跨度结构、预应力结构的大量应用，要求提供更高强度的混凝土和钢材，以减小构件截面尺寸、减轻建筑物自重。同样，泵送和高强混凝土的推广与应用，要求发展新的钢筋混凝土结构设计和施工技术。

建筑物的功能和使用寿命在很大程度上取决于土木工程材料的性能。如装饰材料的装饰效果、钢材的锈蚀、混凝土的劣化、防水材料的老化等问题，无一不是材料问题，也正是这些材料的特性构成了建筑物的整体性能。因此，由强度设计理论向耐久性设计理论的转变，其中关键在于材料耐久性的提高。

建设工程的质量，在很大程度上取决于材料质量的控制。如钢筋混凝土结构的质量（除配筋外）主要取决于混凝土强度、密实度和是否产生裂缝。在材料的选择、生产、储运、使用和检验评定过程中，任何环节的失误，都将可能导致土木工程的质量事故。事实上，在国际上土木工程建设中的质量事故，绝大部分都与材料的质量缺损有关。

建筑物可靠度的评价在很大程度上取决于材料可靠度的评价。材料信息参数是构成构件和结构性能的基石。在一定程度上“材料-构件-结构”组成了宏观上的“本构关系”。因此，作为一名土木工程技术人员，无论是从事设计、施工或管理工作，均必须掌握土木工程材料的基本知识，并做到合理选材、正确使用、重视维护和保养等。

在土木工程建设中，材料、建筑、结构、施工四者是密切相关的。从根本上说，材料是基础，它决定了建筑形式和施工方法。新材料的开发，可以促生建筑形式的变化、结构设计和施工技术的革新。土建工程的发展和需要又推动了材料的发展。例如，秦代的阿房宫是使用石材、木材、砖瓦等建成的。那时人们也想到要建仙山琼阁，但是由于生产力和科技水平低下的限制，土木砖瓦是难以建造高楼大厦的。又如，人类要开发月球，到月球上造建筑物，那就必须要了解月球环境，在材料、建筑、结构和施工等方面按照月球的自然属性、地质条件和变化规律去研制适宜的材料。

由世界上的材料现状来看，普通水泥、普通钢材、普通混凝土和普通防水材料仍是最主要的土木工程材料。这是因为这一类材料已有比较成熟的生产工艺和应用技术，使用性能尚能满足消费需求。

随着现代化建筑向高层、大跨度、节能、美观、舒适等方向的发展和人民生活水平与国民经济实力的提高，特别是基于新型土木工程材料的自重轻、抗震性能好、能耗低和大量利用无害工业与建筑废料等优点，研究开发和应用土木工程新材料已成为必然，新型土木工程材料已成为现代化建设急需解决的关键问题。

土木工程材料的发展，必须遵循可持续发展的方针，大力发展低能耗、无污染、环境友好型的绿色材料产品，积极采用高技术成果，全面推进材料工业的现代化。材料发展的要求主要为：轻质、高强度、大尺寸、高性能和安全环保等。因此，主要发展下列材料。

轻质高强型材料。主要目标仍然是开发高强度钢材和高强度混凝土，同时探讨由碳纤维及其他纤维材料与混凝土及聚合物等复合制成的轻质高强度结构材料。

高耐久性材料。普通建筑物和构筑物的设计使用年限一般为50～100年。现代社会设施的建设，例如超高层建筑、水利设施等大型工程，耗资巨大、建设周期长、维修困难，因此对其结构物的耐久性要求越来越高。所以应注重开发高耐久性的材料。

新型墙体材料和建筑节能新材料。墙体材料的改革已成为国家保护土地资源、节省建筑能耗的一个重要环节。灰砂砖、加气混凝土砌块和板材等将更广泛地用作墙体材料，外墙外保温、新型节能门窗等节能技术和产品也将被普遍推广和使用。

环保型材料。为了实现可持续发展、环境保护和生态平衡的目标，将土木工程材料对环境造成的负面影响控制在最小限度之内，需要开发研究环保型土木工程材料。

智能化材料。即材料本身具有自我诊断、预告破坏、自我调节、自我修复的功能。当内部发生某种异常变化时，这类材料能将材料的内部状况，例如位移、变形、开裂等情况反映出来，以便在破坏前采取有效措施。

路面材料。提高路面材料的抗冻性、抗裂性，开发耐久性高、并具有可再生利用的路面材料是今后的发展方向。还应开发和应用具有透水性、排水性、透气性的路面材料。