传统材料是静态的，结构一旦定型，性能与用途也随之确定，可编程材料通过特殊微结构设计，在多物理场的驱动下，实现软硬切换、形态重构、光/声/电磁等特性的实时改变，能像“生物组织”一样主动调节，使曾经需要机械、电子与结构多层堆叠实现的功能，在材料层即可完成。这也意味着未来系统可围绕材料本身进行重新定义，为各种系统带来新的设计维度。
然而，要实现工程化与规模化应用，可编程材料仍面临多重瓶颈，如：单元微结构设计复杂、制造门槛高；多场驱动能效低、响应慢、稳定性差；缺乏标准，难以融入现有系统等。
尽管如此，多个方向的突破正在逐步形成实验走向工程的现实路径。例如，在结构单元设计方面，研究者通过折叠/旋转单元、负泊松比网格、变胞拓扑结构等微结构，实现了材料在不牺牲强度前提下的快速形变和刚度切换，在驱动体系上，形状记忆聚合物、液晶弹性体、磁响应复合材料与介电弹性体等技术不断提升响应速度与驱动效率；在波动控制方向上，可编程声学/电磁超材料已实现对声波、无线信号与红外波段的实时调控。
预计到2035年，可编程材料将在结构单元标准化、可逆驱动效率、疲劳寿命与环境稳定性上取得提升，开始进入柔性执行器、可变刚度外骨骼、新型光学模组、可重构天线等场景，实现小规模商业化部署。
到2049年，可编程材料将形成覆盖“结构–驱动–感知–控制”的材料谱系，在新型光学、传感等领域，具备工业级可靠性、低成本制造能力，实现结构级自适应、任务级重构与系统级协作的能力。届时，可编程材料将从“结构材料”演化为“系统协作单元”，推动硬件从静态走向动态，从被动承载走向主动参与。