《材料科学基础.I》包括材料的原子结构、材料的晶体结构、晶体中的缺陷、固体中的扩散和固体的形变五章内容，并在每一章附属的扩展阅读中介绍了材料科学发展的新技术、新领域、新方法和新成果。《材料科学基础.I》的特点是试图构筑一个相对自洽的知识体系，强调重要知识点的溯源和准确，对易于混淆和过往教材中模糊的地方予以澄清和阐释。