材料与结构研究所:下设建筑材料研究室、新材料研究室、工程结构研究室和生态环境材料研究室四个专业研究室，另设一个综合室。现有专业技术人员49人，其中教授级高级工程师20人，高级工程师13人，博士21人，硕士18人。
材料与结构研究所主要从事水工建筑材料、工程防护修补与加固材料、生态环境材料研发与应用，结构静动力数值分析及安全评价，大体积混凝土温控防裂技术研究，工程质量检测等工作。主要研究方向为水工混凝土高性能化，水工大体积混凝土抗裂机理及抗裂技术，混凝土老化机理及耐久寿命评估，水工沥青混凝土，混凝土碱骨料反应，特种混凝土、新型水泥、绿色矿物掺和料、功能性材料开发与应用，混凝土建筑物病害调查、防治与修补，深埋长隧洞混凝土支护技术，地基与基础补强加固及防渗新材料与技术，隧洞及地下工程止防水材料开发与应用，输水建筑物防生物污损及减糙增效技术，高耐候混凝土表面防护材料开发与应用，新型抗冲撞抗冲磨材料，水工建筑物装饰与外观质量提升，严寒地区水工混凝土/设备表面防覆冰抗冰拔技术，固体废弃物处理处置与资源化利用，污染场地修复材料与技术，固坡植生混凝土及应用结构型式优化，高性能水体净化材料研发与应用，高效节水与废水循环利用技术，水工结构数值仿真技术，工程结构数值仿真分析与优化，结构动力分析及抗震安全评价，大体积混凝土温控技术与温度应力仿真计算，混凝土结构开裂机理及过程的数值模拟，水工结构服役性态健康诊断与预警、流固耦合理论与数值模拟，数值计算新方法与高性能计算技术等。
拥有5000余平方米的试验室和材料研发生产基地，配备了先进的试验设备和数据采集系统，设备种类和试验参数齐全。 主要仪器设备包括全系列100kN～15000kN的材料试验机、温度应力试验机、全级配混凝土渗透系数测定仪、全级配自动混凝土冻融试验机、 混凝土全自动热学性能测定仪、混凝土表面分析仪，材料孔结构分析仪、循环式盐雾腐蚀试验箱、扫描电子显微镜、X-射线荧光光谱仪、同步热分析仪、 傅里叶红外光谱分析仪、纳米粒度-Zeta电位分析仪、精密电子万能试验机、LabStar通用研磨机、压力搅拌反应釜、接触角与表面张力仪、拉曼光谱、紫外老化及氙灯老化箱，大型有限元软件MARC、FIESTA、ALGOR和自主开发的结构分析仿真计算软件等。先后承担完成了三峡、南水北调、丹江口、葛洲坝、隔河岩、水布垭、江坪河、龙滩、大藤峡、索风营、构皮滩、沙沱、彭水、银盘、亭子口、向家坝、溪洛渡、乌东德、白鹤滩、锦屏、官地、功果桥、苗尾、龙开口、大岗山、叶巴滩、苏洼龙、观音岩、旭龙、猴子岩、QBT、KLSK、BEJSK、玉龙喀什、阿尔塔什、DG、ZM等150余项大型水利水电工程的试验研究任务，以及隔河岩、三峡、龙滩、水布垭、南水北调、白鹤滩、叶巴滩等20余项水利水电工程建设的工程质量检测中心试验室的运行与管理工作。近年来，主持或参加了国家自然科学基金、国家科技支撑计划、科技部国际合作计划、水利部公益行业专项、水利部“948”计划、国家重点研发计划等多项国家及省部级科研项目100余项。共有30多项成果荣获国家和省部级奖励，获国家发明和实用新型专利40余项。主编或参编国家、行业标准30余部，撰写专著20余部，公开发表论文800余篇。