1956年，其前身国立金属材料技术研究所（NRIM）在日本东京目黑区成立。1979年，NRIM在筑波开设办公。直到1995年，NRIM将其大部分设施搬迁至筑波。目黑区园区仍然存在，作为NRIM的继承者NIMS的一部分。

国立材料研究所是日本最大的研究所之一。

国立材料研究所的成长与发展经历了以下几个时期：

1966年，国立无机材料研究所（NIRIM）在日本东京丰岛成立。1972年搬迁至筑波，作为早期筑波学园都市的一部分。这次搬迁被视为日本第一次研究所转移。

2001年,NRIM和NIRIM合并成立国立材料研究所（NIMS）。

NIMS一共有四个园区，浅间、并木、樱花和目黑。此外，NIMS在兵库县的SPRING-8同步加速器设有一个光束线站点。所有的园区都从事科研工作,但主要的管理层在浅间。整个NIMS一共有大约1500名研究员，包括研究员，工程师和行政人员。浅间，并木和樱花园区均在筑波，彼此相隔数公里。在筑波，乘坐筑波特快可以在一小时内抵达东京。园区之间也有运行免费的巴士。

NIMS作为一个充满活力的组织，几乎每月都提出新的发展措施，其中值得注意的有：

2001年10月:成立生物材料中心，超导材料中心，计算材料科学中心和材料信息技术站

2002年04月:成立的钢铁研究中心，生态环境材料中心，强磁场中心，材料分析站

2002年06月:成立的日本的纳米技术研究网

2003年09月:成立的青年科学家国际交流中心（ICYS）

2004年04月:成立纯粹与应用科学，筑波大学研究生院材料科学与工程学院联合博士课程

2004年05月:建立高压电子显微镜站

2006年04月:开始的第二次中期方案，被视为NIMS的重大重组。

2007年10月:成立的纳米材料国际中心（MANA）

NIMS主要进行材料的合成，表征和应用的研究，包括金属，半导体，超导体，陶瓷，有机材料，和纳米材料等等。涵盖了电子，光学，涂料，燃料电池，催化剂，生物技术等范围的应用。同时发展了电子显微镜，高能离子束，强磁场等技术。大多数研究是实验性研究，但至少有一个研究中心，致力于理论研究。

NIMS在以下领域已经被公认为全球的领导者，包括：

高温高压技术合成单晶金刚石和氮化硼；

N型掺杂金刚石薄膜；

光电应用，如深紫外激光和发光二极管；

氮化硼纳米管的生长与表征；

超导和有机材料；

功能陶瓷，如超塑性陶瓷等；

纳米颗粒催化作用；

电子束诱导沉积——一种利用离子束和电子显微镜合成纳米结构和器件的技术；

此外，NIMS已经在一些全新的器件和技术领域开始开拓：

原子开关——一种控制原子运动的纳米级半导体器件；

基于单壁碳纳米管的全世界最小温度计；

巨电致伸缩效应；

暖喷涂——一种高效的在金属，聚合物和玻璃上进行涂覆的新技术。

先进材料科学技术（STAM）——材料领域的国际同行评议杂志。2008年由国立材料研究所赞助成立。

NIMS NOW International，NIMS所属的每月通讯，2003年7月成立。每月覆盖范围包括国立材料研究所的最新研究活动，管理政策，在国际合作方面取得的进展，世界著名学者的访问、优秀的研究人员和工作人员，以及其他信息，报告当前的科研进展以及材料科学的重要趋势。

材料科学展望

2008年9月，与韩国首尔延世大学合作成立MANA。