Los metamateriales electromagnéticos son compuestos diseñados para tener propiedades químicas y estructurales únicas que no son naturales de los materiales en sí. Se crean superficies a nanoescala que pueden afectar la reacción del metamaterial a la luz ordinaria, así como otros tipos de radiación, como la radiación de microondas, por el hecho de que las características estructurales son más pequeñas que la longitud de onda real de la radiación. Las propiedades que a menudo se crean para mostrar tales metamateriales electromagnéticos incluyen efectos dieléctricos únicos, así como un índice de refracción negativo con metamateriales de plata, que podrían usarse para hacer un superlente que podría resolver características de unos pocos nanómetros de tamaño o usarse para ver el interior de objetos no magnéticos.
Si bien los metamateriales electromagnéticos tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales, el enfoque de gran parte de la investigación sobre dichos materiales a partir de 2011 ha sido la ingeniería de microondas para antenas avanzadas y otros sistemas relacionados con el campo magnético. Estos materiales estructurados artificialmente son capaces de desarrollar características de magnetismo en presencia de campos de microondas o campos infrarrojos de terahercios que existen directamente entre el rango de luz visible y microondas del espectro electromagnético (EM). De lo contrario, dichos materiales serían no magnéticos, y la estimulación de esta propiedad en ellos se denomina en física crear un comportamiento para zurdos (LH). La creación de tal comportamiento en dispositivos no magnéticos sería fundamental en la fabricación de filtros avanzados y electrónica de cambio de haz o cambio de fase.
El uso de metamateriales miniaturizaría aún más los componentes electrónicos y haría que los circuitos y las antenas fueran más selectivamente receptivos o impermeables a varias bandas del rango EM. Un ejemplo de una aplicación para un nivel más fino de control sobre las ondas electromagnéticas sería la tecnología del sistema de posicionamiento global (GPS) que podría transmitir o bloquear una señal de posicionamiento más precisa de lo que es posible actualmente en entornos de interferencia y objetivos militares. Esta capacidad mejorada es posible gracias al hecho de que los metamateriales electromagnéticos son una forma de material estructurado artificialmente que interactúa con las ondas electromagnéticas ambientales y las controla, haciendo que los materiales sean tanto transmisores como receptores.
Los tipos de metamateriales que demuestran estas propiedades tienen características estructurales diseñadas a la escala del angstrom, o en un tamaño de aproximadamente una décima parte de un nanómetro. Esto requiere esfuerzos conjuntos de varios campos de la ciencia para construir dichos materiales, incluida la física, la química y la ingeniería en nanotecnología y ciencia de los materiales. Los metales de oro, plata y cobre, así como plasmas y cristales fotónicos son materiales que se han utilizado en la construcción de tales metamateriales electromagnéticos y, a medida que avanza la ciencia, los usos de los metamateriales encuentran cada vez más aplicaciones en el campo de la óptica. Se teoriza que, eventualmente, tales metamateriales podrían generar una forma de campo de invisibilidad electromagnética, donde la luz visible podría doblarse a su alrededor para ocultar su presencia.