原子工程，是指以特定功能应用为导向，精确到（单）原子水平的设计、操控、组装与物性调控，以及相应的材料与器件制备。在这个报告中，将从原子论的概念出发，介绍“原子工程”这一思想在上世纪中叶的起源，在上世纪八十年代原子操控技术手段的重大进步，以及近年来原子工程的若干标志性进展，继而介绍美国国防高级研究计划局设立的“原子制造”项目。然后，简要介绍材料设计的基本概念，以及美国启动的材料基因组计划。