Metamaterial je material s posebnimi lastnostmi, ki izhajajo iz njegove strukture in ne iz kemične sestave. Najbolj znan metamaterial so materiali z negativnim lomnim količnikom, kar pomeni, da upogibajo svetlobo “narobe” – torej bistveno bolj kot kateri koli material s pozitivnim lomnim količnikom.
Materiali z negativnim lomnim indeksom se uporabljajo v »superlečah« – posebnih lečah z možnostjo ločevanja značilnosti, manjših od valovne dolžine vidne svetlobe, in možnih nevidnih plaščih, ki gladko usmerjajo vidno svetlobo okoli predmeta, namesto da jo običajno absorbirajo ali odbijajo. Ti materiali se lahko uporabljajo tudi v plazmoniki, eksotičnem novem področju računalništva, ki za izračune izkorišča valove gostote v nosilcih naboja.
Večina metamaterialov se uporablja za aplikacije, povezane z elektromagnetizmom in optiko, kot so usmerjevalniki žarka, modulatorji, pasovni filtri, leče itd. So ponavljajoče se mreže celičnih komponent z velikostjo celice, ki je približno enaka valovni dolžini elektromagnetnega sevanja. skušajo sodelovati. Tako bi imel metamaterial, zasnovan za preusmeritev mikrovalov, celice v milimetrskem območju, medtem ko bi metamaterial, zasnovan za optične aplikacije, imel veliko manjše celice, približno 380 nm – 780 nm.
Metamateriali so pogosto povezani z nanotehnologijo, ker se drobne ponavljajoče se celične strukture, ki se uporabljajo za optične aplikacije, merijo v nanometrih. Ustvarjanje metamaterialov lahko zahteva nove metode izdelave, ki so omogočene le z nanotehnologijo. Ko bo nanotehnologija v prihodnjih desetletjih napredovala, bo odklenila nove metamateriale in znižala njihove stroške.
Obstaja vsaj en znan naravni metamaterial – opal. Opal je sestavljen iz kristobalita, visokotemperaturnega polimorfa kremena in tridimita, ki nastane pri vulkanskih izbruhih. Nastali material je sestavljen iz ogromnega števila drobnih mineralnih celic, ki se nenehno vrtijo v odnosu do druge, kar ustvarja učinek na makro lestvici čudovitega prikaza več barv, najbolj izstopajoče briljantno modre. Raziskave o naravnih opalih in lastnostih metamateriala so v teku.