若用表示某处的重力加速度，用表示地球表面的平均重力加速度，则把的环境称为微重力环境。由于微重力环境具有流体静压梯度为零、自然对流趋于零等特点，它有利于制备组分和结构均匀、无缺陷位错的优质材料。因此自20世纪70年代开始，美国、苏联和西欧诸国均投巨资开展微重力下材料制备的研究。

微重力下材料制备是人类利用近地空间资源的第一步，它与航天学和遥感技术相辅相成。在地面上获得短周期（秒和分的量级）微重力环境的设备有落管、落塔、抛物飞机、火箭和气球。长周期（时、天和月的量级）微重力环境有航天飞机、回地卫星、飞船、空间平台和空间站。

微重力下材料制备需要设计特殊的结晶炉。自20世纪70年代以来，定向凝固炉、梯度炉、电磁浮置炉、镜反射炉和通用炉等相继问世。最高温度达1600℃，最大功率720瓦，最高控温精度±0.6℃，最大温度梯度150℃/厘米。在地面和空间微重力条件下已进行过大量材料制备理论和实验研究，其中研究最多的是半导体材料、光电子材料、蛋白质晶体、合金和空间制药。研究结果表明，微重力下的材料制备存在巨大的潜在效益。