Można powiedzieć, że odwieczne zainteresowania materiałami były czynnikiem, który kształtował rozwój naszej cywilizacji. Jednak głębsze zrozumienie makroskopowych własności materiałów, często znanych od lat, umożliwiła dopiero mechanika kwantowa, która pomogła chemikom, fizykom oraz inżynierom materiałowym powiązać obserwowane fakty, dotyczące zachowania materiałów w różnych warunkach, z budową mikroskopową substancji. Rozpoczął się dynamiczny rozwój badań nowych rodzajów materiałów – pojawiły się półprzewodniki, nadprzewodniki, złożone magnetyki. Nowe syntetyzowane polimery, ciekłe kryształy, żele czy układy wieloskładnikowe, jak np. koloidy i struktury amfifilowe, wykazywały własności korzystniejsze w użyciu niż materiały pochodzenia naturalnego. Równocześnie, poznaniu różnych własności syntetyzowanych materiałów sprzyjał niespotykany wcześniej rozwój nowych metod badawczych, a także pojawienie się możliwości obliczeń i symulacji komputerowych w dużej skali. To umożliwiło powstawanie nowych technologii, które spełniały wymagania miniaturyzacji, oszczędności energii oraz dbałości o środowisko naturalne. Przyniosło też odkrycia naukowe ale i nowe znaki zapytania i problemy badawcze.
W Instytucie Fizyki Jądrowej pionierskie badania materiałów o różnych fazach termodynamicznych były prowadzone w Zakładzie Badań Strukturalnych od początku istnienia, przede wszystkim metodami jądrowymi, w kooperacji z ośrodkami europejskimi takimi jak Institutt for Energiteknikk (Kjeller, Norwegii), Zjednoczony Instytut Badań Jądrowych (Dubna, Rosja) oraz Julich Center for Neutron Science i inne. Uzyskane wyniki badań były referowane na cotygodniowym Seminarium oraz na organizowanej od lat 1960-tych konferencji Neutron Scattering Spectroscopy and Related Problems, znanej jako Janik’s Friends Meeting. Dla ułatwienia całościowego opisu badanych układów w Zakładzie powstały pracownie: kalorymetryczna, spektroskopowa, dyfrakcyjna i magnetyczna, gdzie wykorzystywano metody komplementarne do technik neutronowych. Do badan włączono również metodę anihilacji pozytonów, a także promieniowania synchrotronowego i spektroskopii mionowej. W roku 2005 utworzony został Oddział Fizyki Materii Skondensowanej NO3, w którego skład wszedł Zakład Badań Strukturalnych (NZ31), Zakład Spektroskopii Rezonansu Magnetycznego (NZ32), oraz Zakład Komputerowych Badań Materiałów (NZ33). W lipcu 2014 z Zakładu Badań Strukturalnych wydzielił się Zakład Badań Magnetycznych (NZ34) oraz Zakład Badań Materii Miękkiej (NZ35). Z dniem 1 stycznia 2016 roku Zakład Spektroskopii Rezonansu Magnetycznego (NZ32) został włączony do Zakładu Badań Magnetycznych. W październiku 2016 r. w skład Oddziału Fizyki Materii Skondensowanej wszedł Zakład Fizyki i Inżynierii Materiałowej (NZ53), który w dniu 1 stycznia 2017 r. połączył się z Zakładem Badań Magnetycznych, tworząc Zakład Materiałów Magnetycznych i Nanostruktur (NZ34). 15 marca 2019 r w Oddziale powstał Zakład Nanomateriałów Funkcjonalnych NZ32, który zajmuje się synteza i charakteryzacją układów o wymiarach poniżej 3D. W ramach Oddziału III mamy wspólne Seminarium, prowadzimy działania popularyzujące fizykę oraz wykłady ze współczesnych zagadnień fizyki ciała stałego dla doktorantów MSD. Publikujemy rocznie ponad 40 prac w dobrych czasopismach specjalistycznych. Rozwija się nadal współpraca z polskimi ośrodkami naukowymi takimi jak Uniwersytet Jagielloński, Akademia Górniczo-Hutnicza, Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni, Uniwersytet Wrocławski, Politechnika Rzeszowska. Współpracujemy z grupami naukowców z Japonii, z Uniwersytetów w Osace i w Tsukubie (projekt Complementary studies of organic materials with partial long-range order of molecules), z Turku w Finlandii, ze Słowackiej Akademii Nauk w Koszycach (Properties of new magnetic materials), z ILL i ESRF w Grenoble, z Karlsruhe Institute of Technology oraz Instytutem Maxa Plancka w Stuttgarcie. Nawiązano też współpracę z Uniwersytetem w Pizie – projekt Studies of phase polymorphism and dynamics in selected soft materials, prowadzony jest projekt COST: Towards oxide-based electronics oraz polsko-szwajcarski projekt: Ion mobility in light weight compounds for energy storage. We wrześniu 2014 odbyła się ogólnopolska Konferencja Kryształy Molekularne, w grudniu 2014 4th Workshop on Ab Initio Phonon Calculations, a w lipcu 2015 roku konferencja Multiscale Phenomena in Condensed Matter i MULTIS2017 w lipcu 2017 r. Kolejna konferencja Multiscale Phenomena in Condensed Matter odbyła się w lipcu 2019, a LIV Zakopane School of Physics Breaking Frontiers w maju 2019 r. roku.
8 lipca 2019 powstał Zakład Inżynierii Molekularnej i Nanoelektroniki (NZ36), który prowadzi syntezę i charakteryzację nanomateriałów funkcjonalnych do zastosowań w mikro- i nanoelektronice.