焊接科学的发展依托于冶金学、物理学和能源科学的发展，形成了数十种各具特点的焊接方法，如电弧焊、高能束焊、固相焊和钎焊等。不同的焊接热源作用于不同材质的结构，产生了不同的热力学、冶金学和力学相互交叉的焊接过程，形成了独具特色的焊接物理学、焊接冶金学、焊接结构力学和焊接自动控制等理论分支，并由此指导焊接工艺、焊接设备和焊接结构的发展，形成了一个完整的有科学基础、有广泛应用、有广阔前景的焊接科学体系。
焊接科学涉及的领域至少包括如下几个方面：焊接能源物理学、焊接冶金学与材料焊接性、焊接结构力学、焊接设备及自动控制、焊接质量控制，以及焊接工艺与组织性能的关系等基础理论的集合。
（1）焊接能源物理学 包括各种能源的本质、在焊接过程中的作用及应用范围。焊接能源的应用非常广泛，例如化学反应产生的热源、光学和电子学热源（激光、电子束）、电能（电弧和电阻热）和机械能（摩擦热）等，可衍生出很多新的焊接方法、设备及工艺。这些能源的加热温度、集中程度和保护状态等影响着焊接质量和应用，因此焊接能源物理学是研发焊接工艺和设备的理论基础。
（2）焊接冶金学与材料焊接性 以物理化学、材料科学原理为基础，研究材料在焊接条件下有关化学冶金和物理冶金方面的普遍规律，如焊接成形本质、焊缝化学冶金、热影响区组织性能、焊接缺欠的形成与防止等。在这个基础上分析各种条件下材料的焊接性，为制订合理的焊接工艺、探索高焊接质量的新途径提供理论依据。特别是从焊接角度研究材料的基本特性（包括焊接性、焊接工艺、焊接材料等），阐明材料的焊接性和材料焊接的基本理论和概念，分析不同材料的焊接特点和工艺要点。针对具体材料，研究焊接材料选择和制订焊接工艺的基本原则及方法。
（3）焊接结构力学 焊接结构是指以焊接作为主要连接手段的工程结构，具有强韧性匹配好、接头密封性好等优点，广泛用于建筑钢结构、船舶、车辆及压力容器等。由于焊接温度场的不均匀性，焊接结构还存在应力、应变和变形问题。焊接力学是研究焊接结构接头区的焊接应力与变形及焊接结构的刚度、强韧性和稳定性、断裂等力学行为的理论基础。因此，焊接结构力学已成为焊接结构设计、焊接工艺制订、接头应力消除、结构变形控制的理论基础，为保证焊接结构的安全运行提供了科学依据。
（4）焊接设备及自动控制 焊接控制包括多方面的内容，例如焊接热（能）源控制是指对焊接设备性能和特性的控制；焊接参数的柔性化和智能化控制是指对焊接生产过程执行和协调的控制；焊接过程自动控制是指对焊接过程稳定性和变化规律的自适应控制；焊接系统控制是指对整个焊接系统的综合和集中控制。通过焊接控制使得焊接全过程的智能化和自动化过程稳定，例如焊接机器人、轻便组合式智能焊接设备和低成本焊接自动化设备等的研究和应用，这对提高焊接质量和生产效率有关键的作用。
（5）焊接质量与性能控制 焊接质量与性能控制在生产中是一个很重要的方面，特别是锅炉及压力容器、电力管道、石油化工管线、船舶制造等，保证装备正常运行涉及社会和企业的安全。当今焊接结构和装备不断向大型化、重型化和高参数方向发展，这对焊接质量提出了越来越严格的要求，并以设计规范、制造法规或规程等形式，对生产企业的焊接质量控制和质量管理做出了科学的强制性规定。了解焊接质量体系的建立和运行、焊接工艺规程、焊接工艺评定以及焊接资质与认证等，掌握焊接质量与性能控制的基本技术要点，对保证焊接工程质量是十分必要的。
应当指出，所谓“性能”是指材料在焊接条件下的表现，包括环境因素、结构力学、焊接应力、整体结构寿命评价等。焊接科学的多学科性和跨学科性，使得上述焊接学科分支的界限并不十分明显，而且还在不断地演化。焊接科学与工程提供了一个良好的环境，使更多的学科有目的地联合起来去解决一个“焊接方面”的课题，这个课题可以是基础研发方面的，也可以是应用方面的。(www.xing528.com)
焊接科学与工程具有以下几个特点：
1）焊接科学与工程是多学科交叉的新型学科，需要广阔而坚实的理论基础。
2）焊接科学与工程技术有不可分割的关系。
3）焊接科学与工程有很强的应用目的、针对性和明确的应用背景。
焊接科学与工程发展到现代，已经不是一个科学家、发明家的个人行为，而是一项多学科、多领域融合的系统工程。焊接科学的重大使命就是要大力提高自主创新能力，在不断吸纳世界先进制造技术最新成就的同时，以可持续的创新发展为目标，向机械化、自动化、信息化、智能化、生态化方向前进。
经过20世纪的快速发展，焊接制造科学与工程作为现代工业中的一个重要环节和其他相关制造技术领域一样，以趋于成熟的体系进入了21世纪：即从手工制造向机械化、自动化、信息化、智能化制造方向发展，这标志着焊接科学与工程进入了一个崭新的发展时期。
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