Matériaux biologiques ont des propriétés mécaniques exceptionnelles par rapport aux matériaux synthétiques ou artificiels. Bois possède une force (la capacité de transporter une charge) par unité de poids qui est comparable à celle de l'aciers plus fortes. Coquillage, os, bois et ont une dureté (la capacité de résister à la rupture), plus de 10 fois plus de céramique d'ingénierie de kératine. Et les tiges de bambou mature ou chaumes ont des rapports élancement (rapport de la longueur et diamètre) qui sont remarquables, même selon les standards de l'ingénierie moderne. Matériaux naturelles sont optimisés pour satisfaire le complexe biologique et mécaniques aux exigences posent par la façon dont les plantes et les animaux fonction. Fréquemment, ces exigences sont mécaniques dans la nature. Par exemple, les arbres, troncs et branches ainsi qu'animaux pattes et ailes appuient ou propulsent l'organisme. Faisant, leurs matériaux de construction (bois et OS) est très stressés. Au-delà de cette, vie des matériaux naturels sont uniques en ce qu'ils peuvent self-repair et s'adapter aux changements au cours de leur vie (OS) ou pendant le cycle d'une année (bois), modifier leurs propriétés selon les exigences imposées.