Metamalzemeler, doğada bulunan diğer maddelerin aksine elektromanyetik dalgaları bükebilen laboratuar yapımı malzemelerdir. Bunların özelliğine göre, bu tür malzemelerin, ışık kırılma negatif yönü olarak bilinen bir özellik olan zıt yönde bükülmeleridir. Nano ölçekli yapıyı simüle etmek ve inşa etmek için bilgisayarların yardımıyla farklı tipte metamalzemeler oluşturulduğundan, daha fazla metamalzaman uygulaması gerçekleştirilir. Minyatür antenler ve iletişim sistemleri yapmak için kullanılabilirler; imalat, savunma ve tıpta hassas görüntüleme sistemleri; askeri ve uzay uygulamalarında kullanılıyor. Metamalzeme gizleme de, bir nesnenin etrafındaki ışığı görünmez hale getirmek için bükmek üzere teorikleştirilmiştir.
Bu malzemelerin kavramı, doğada atomlar ve moleküller ile etkileşimlerden etkilenen elektromanyetik dalgalara dayanmaktadır. Mikroskobik bir ölçekte, bu dalgaların davranışını etkileyecek şekilde normal malzemeler gibi davranmayacakları şekilde spesifik malzemeler değiştirilebilir. Çeşitli uygulamalarda elektromanyetik dalgaları manipüle etmeyi mümkün kılan bir ışık dalga boyunun büyüklüğünün bir kısmını yarattı. Metamalzemelerin uygulamalarından biri, devre kartlarına kazınabilen ve çok az yer kaplayan antenlerde kullanılmasıdır. Bu nedenle, anten kullanan minyatür cihazların yanı sıra, geniş bant frekanslarını ve elektroniklerde faz kaymasını kontrol eden daha küçük devrelerin kullanılması da mümkündür.
Metamalzemeler, ışık dalga boyu boyutunun sınırlarından daha yüksek çözünürlüklerde çalışan görüntüleme sistemlerinde de kullanılabilir. Bu durumlarda meta malzeme uygulamaları, küçük elektronik bileşenlerin yoğunluğunun arttırılmasından hassas tıbbi görüntüleme sistemlerine ve ayrıca üretim için denetim cihazlarına kadar uzanmaktadır. Elektromanyetik dalga değiştirici malzemelerden yapılmış meta-yüzeyler düzenlenir, böylece küçük ölçekli geometri dalgaların nasıl hareket ettiğini etkiler. İnşa ettikleri maddelerin etkisi çok fazla değildir.
Uydulardaki anten sistemleri ve haberleşme elektroniği de meta malzemeleri içerebilir. Yük taşıma boyutu en aza indirilerek, daha küçük bir uydunun fırlatılması kolaylaşır ve tasarımı ve yapımı daha ucuz olur. Metamalzemelerin uygulamaları ayrıca daha küçük güvenlik ekipmanlarını ve ordu tarafından kullanılan cihazları içerir. Bilim adamları, bir nesnenin görünmez hale gelmesi için gizleme veya bükülme teorisine bile meta malzemeler uyguladılar. Şimdiye kadar, 2011 itibariyle, mühendisler bir seferde bir dalga boyunu gizleyebildiler, ancak kablosuz cihazların, hafıza saklama alanlarının ve optik lenslerin performansını artırmak için metamalzemelerin uygulamaları hakkında teoriler yaptılar.
