Créé en 1988, le LEM, unité mixte de recherche CNRS-ONERA réunit des personnels provenant de l'Onera, du CNRS et de l'Enseignement Supérieur. Les recherches qui y sont développées ont pour but d'analyser les microstructures se développant dans les matériaux (cristallographie, chimie, thermodynamique) ainsi que de comprendre leur formation, leur évolution et leur rôle dans certains comportements physiques, en particulier leur plasticité.

Outre ses interactions avec le monde universitaire, le LEM collabore avec les autres Départements de l'Onera sur des sujets répondant à des préoccupations communes concernant la compréhension et l'optimisation des matériaux destinés à l'aéronautique et à l'espace. Il mène des études propres, ouvertes également aux collaborations extérieures, visant à comprendre les phénomènes et à développer des compétences expérimentales et de modélisation en physique des matériaux.
Les moyens de microscopie électronique sont mis à la disposition des utilisateurs Onera, éventuellement d'utilisateurs extérieurs. Le LEM veille au renouvellement et à l'actualisation du parc d'instruments en fonction de l'évolution des besoins de l'ensemble des chercheurs en activité à l'Office.