資源應用及材料合成是資源工程的中游端，研究範疇包括無機化學、無機材料合成、奈米材料合成、單晶成長、新材料研發、奈米晶體及孔洞材料等。 其最終目標是得到下列問題的答案：哪裡有效的利用資源？這些資源可以做出什麼有用的東西？做出來的東西性質如何？
要回答這些問題，需具備物理化學、熱力學、材料合成、無機化學、物理冶金、結晶學、陶瓷材料性質及電子顯微鏡學等知識，並透過大量實驗及分析才能得到確切的答案。
下列為本所專注於此課題之團隊：
粉體燒結實驗室的主持人為余炳盛教授。
主要研究方向包含：
1. 奈米觸媒合成研究與應用
2. 固態氧化物燃料電池研究
3. 礦物材料之性質及其應用
4. 田口法實驗設計與規劃
5. 金瓜石等金礦床之地球化學與經濟地質
近年研究主題如下：
1. 以田口方法最佳化水熱合成膨潤石之產率、相純度、離子交換能力及插層改質能力，並探討合成因子效應
2. 鉻蒙脫石的水熱合成及其性質之探討
3. 水熱合成膨潤石之離子交換能力與插層改質能力提升，及其因子效應探討
4. 臺灣大湖文化新出土玉器礦物地球化學、風化特性及其史前文化交換體系研究
材料合成實驗室
材料合成實驗室的主持人為張裕煦教授。
主要研究方向包含：
1. 無機化學
2. 無機材料合成
3. 奈米材料合成
4. 碳化矽及氮化矽複合材料
5. 高純度電子級碳化矽合成
近年研究主題如下：
1. 合成一維金鈀雙金屬奈米螺旋及其表面電漿子與催化特性研究 2. 新穎奈米氧化銅合成技術及其電化學催化二氧化碳還原反應之研究
3. 合成尖晶石 FeCo2S4 與 ZnxFeCo2-xS4 奈米材料及其電催化分解水特性分析
4. 合成 CuFeO2 與 CuCrO2 奈米材料及其光電特性分析
尖端功能材料晶體成長實驗室的主持人為殳國俊教授。
主要研究方向包含：
1. 單晶成長
2. 新材料研發
3. 磁性
4.
近年研究主題如下：
1. 新穎插層石墨化合物(GICs)單晶製備與GICs超導體的超晶格結構之研究
2. 銅氧化物超導體La2CuO4+d單晶製備及其物理性質之研究
3. 橄欖石結構陰極材料LiMPO4單晶製備及其物理性質之研究
4. 銅氧化物超導體La2CuO4+d單晶製備及其物理性質之研究
功能奈米晶體實驗室
功能奈米晶體實驗室的主持人為林家正教授。
主要研究方向包含：
1. 奈米晶體
2. 孔洞材料
3. 電催化
4. 再生能源
近年研究主題如下：
1. 利用電極修飾進行電化學小分子活化
2. Effect of Chromium Doping on Electrochemical Water Oxidation Activity by Co3-xCrxO4 spinel catalysts
