超材料已經成為熱門研究課題，尤其在涉及現代天線結構的領域更是如此。但是，對於什麼是超材料以及超材料在天線研發中的作用大家仍不甚了解。簡而言之，超材料是指能夠實現自然界中未知特性的材料和結構的組合。例如，塗敷在物體表面的結構化材料可以使光沿銳角折射，從而有效地隱藏該表面下的物體，使其在某些波長的光下隱身。
由於射頻、微波、毫米波通信和雷達中的電磁輻射（僅高頻輻射）遵循與光相同的物理定律，因此採用適用于波長較長電磁輻射的結構也可以實現類似的效果。如納米級超材料可以用於製造負折射率材料，那麼毫米級超材料也可以用於實現各種效果，包括負磁導率或介電常數。超材料的具體效果取決於結構設計，通常只會影響超材料結構尺寸為亞波長的電磁波。
因此，利用現代製造和加工技術可以使用半導體製造技術製造超材料，從而影響毫米波、太赫茲和光頻率，或者使用常見的PCB銅結構，影響無線電和微波頻率。
迄今為止，研究人員已經製造出了2D超材料結構、超表面和各種組合結構，並利用它們實現了各種效果，其中包括製作超表面，讓結構周圍的射頻和微波能量發生折射，例如光線折射隱形衣。此外，研究人員還製作了射頻和微波「透鏡」，它可以像光學透鏡那樣實現射頻和微波能量的聚焦和校準。
對於射頻和微波工程師而言，更重要的是已經研發出了新型天線設計超材料結構。與傳統的天線設計相比，此類超材料結構可以大大提高天線結構的性能，其中包括開口諧振環結構、周期性結構、分形結構和其他超材料結構，它們可用於設計具有具備大幅增益、更寬帶寬以及獨特方向圖的天線。 值得注意的關鍵是許多超材料增強型天線可以使用低成本電子電路製造技術在平面支撐材料上製造。 因此，可以利用陣列天線、蜂窩天線及DAS等現代平板天線設計實現超材料天線的低成本製造。