空间材料科学与技术实验室成立于1993年，1997年批准为陕西省重点实验室。实验室主要开展空间环境中材料的制备、物理化学性质与表征分析、以及特殊应用性能研究。在国家自然科学基金、国家载人航天工程等支持下，开展了空间材料科学地面模拟装置研制和金属材料的深过冷与快速凝固研究，并承担了空间科学实验任务。实验室拥有院士1人、长江学者2人、国家杰青2人、万人计划领军人才1人，被评为国家自然科学基金创新研究群体，获国家自然科学二等奖1项，国家技术发明二等奖1项，省部级科学技术一等奖6项。

实验室定位于国际前沿性基础理论研究和应用基础研究，为我国空间材料科学技术的发展提供前瞻性研究成果并培养高层次科技人才。主要研究方向和研究内容包括：（1）空间环境的地面模拟，（2）空间环境中材料物理化学性质与加工制备过程，（3）空间材料科学的计算仿真，（4）空间材料科学实验设计与实验装备研制。

30年来，实验室在空间环境的地面模拟和金属材料的超常制备等方面的研究成果已引起国际学术界的广泛关注，产生了积极而深远的国际影响。以空间材料科学与技术为主要方向，创建并发展了“材料物理与化学”全国重点学科，形成了一个培养空间材料科学高层次人才的教学基地。2015年，魏炳波院士荣获首届陕西省基础研究重大贡献奖。2018年实验室完成了国家重大科学仪器研制专项“基于静电悬浮的金属材料快速凝固实验系统”，其总体技术水平被评价为国际领先。2020年，实验室获批全国首个金属材料基础科学中心项目。实验室同时还是中国材料研究学会理事长单位和国家载人航天工程空间材料科学首席科学家单位。