《薄膜材料科学(第2版)》的第1章中，选择了材料科学中的主要内容进行了简单回顾，为后续章节打下基础；第2章重点讲述真空科学与技术；接下来的章节可分为三个部分。其中第3、4、5、6章讲述薄膜通过物理或化学途径从气相转变成薄膜过程中的理论和实验。而近年来在薄膜改性、刻蚀以及制备中普遍应用的等离子体和离子束技术将在第4和5章中讲述。第7、8和9章讲述薄膜结构问题，这三章根据薄膜生长的过程（即原子团（簇）在基片表面的凝聚、接下来的薄膜的成长以及最后完全生成多晶、单晶或者非晶的薄膜）展开讨论。通过电镜和扫描探针显微镜来表征薄膜的物理和化学结构，同时在第10章讲述如何表征薄膜的表面形貌。最后两章引入质量输运和应力，讲解薄膜结构和沉积之间的内在联系。并且讲述了稳定薄膜体系在外力作用下所导致的物理和化学结构演变。《薄膜材料科学(第2版)》中每章均有不同难度的习题，通过这些练习会对所讲的内容有更深入的理解。