เคมีวัสดุศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับศาสตร์หลายสาขา โดยเฉพาะสาขาเคมีและฟิสิกส์ ซึ่งเกี่ยวกับการสังเคราะห์ การตรวจสอบลักษณะ และการใช้ประโยชน์จากวัสดุ นักวิจัยในภาควิชาเคมีฯ สนใจในวัสดุประเภทสารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ และพอลิเมอร์ ทั้งในระดับนาโนเทคโนโลยีและวัสดุขนาดใหญ่ หัวข้องานวิจัยเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์วัสดุที่เหมาะสำหรับงานประเภทต่างๆ โดยเน้นการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์และเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อมเป็นหลัก นอกจากนี้ด้วยปณิธานและวิสัยทัศน์ของมหาวิทยาลัยศิลปากรและคณะวิทยาศาสตร์ซึ่งให้ความสำคัญกับความรู้ด้านศิลปะ การพัฒนาวัสดุสำหรับงานศิลปะและการอนุรักษ์เป็นอีกหัวข้อในงานวิจัย ตัวอย่างเช่น แก้วสีสำหรับงานตกแต่ง และเลคพิกเมนต์ (lake pigment) สำหรับภาพเขียนและการย้อมผ้า