Oddělení struktury a vlastností materiálů se zabývá vztahy mezi strukturou a vlastnostmi anorganických a organických materiálů, jejich přípravou a procesy zpracování s využitím experimentálního a matematického modelování. Výzkumná témata jsou zaměřena na studium (a) vitrifikačních procesů, tavicích procesů skel a speciálních skel pro fotoniku, (b) aluminosilikátových pojiv a fixaci anorganických odpadů v geopolymerní matrici a (c) technologií zpracování organických odpadů na dále využitelné produkty. Součástí oddělení je Laboratoř anorganických materiálů (LAM), společné pracoviště s Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze.