航空航天材料是一類特殊的材料，它與軍事應用密切相關，同時其進步又對現代工業產生深遠的影響，能夠引領和帶動相關技術進步和產業發展，衍生出更為廣泛的、軍民兩用的新材料和新工藝。

代表航空航天技術開發水平的一個重要標志是聚合物復合材料使用數量的多少。這類材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳酰胺纖維、芳雜環纖維、超高分子量聚乙烯纖維等復合材料增強體材料，環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、熱固性聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、氰酸酯樹脂、聚芳基乙炔樹脂等復合材料基體材料。

聚合物復合材料在比強度和比剛度方面具有非常明顯的優越性，兼備良好的結構性能和特殊性能，在航空領域獲得了廣泛的應用。空中客車A3XX飛機使用聚合物復合材料的比例達到25%。

一種很有希望的聚合物復合材料是高彈性模量的碳纖維增強塑料，特點是剛度大（彈性模量196GPa）、高溫尺寸穩定性好，同時還保持了高的抗壓強度（1000MPa）。采用以碳纖維增強塑料為基體的聚合物復合材料，是減輕結構質量的有效措施之一。在新一代航空技術裝備中采用碳纖維增強塑料，可提高尾翼部件，特別是尾尖部件的空氣動力學剛度，減輕結構質量，保證要求的飛行技術品質。高彈性模量的碳纖維增強塑料還可有效地應用于在開放的宇宙空間工作的接收與轉發天線構件、無線電電子設備的承載構件、火箭零部件、薄殼構件及長的桿形件，熱應力僅為金屬構件的1/20～1/10。高彈性模量碳纖維增強塑料的以上特性結合其低密度特點，可制造供組裝與維修空間站用的操作手。今后幾年需要解決的問題包括：進一步改進碳纖維增強塑料的結構特性與特殊性能，特別是要將工作溫度提高到400℃。

作為結構材料，一種新型復合材料——有機塑料將發揮越來越大的作用。最近幾年，正在研制第2代有機塑料。單一用途的有機塑料的抗拉強度值達到3000 ～3200MPa，彈性模量值提高到130GPa。試驗研究表明，還有可能獲得彈性模量為200～250GPa的有機塑料。值得指出的是，這實際上就是將工作溫度范圍擴大1倍（205～300℃），還可顯著降低復合材料的吸水率。在比強度和比彈性模量方面，現代的有機塑料，特別是未來的有機塑料將超過所有已知的以聚合物、金屬和陶瓷為基體的復合材料。目前，以預浸膠工藝制造的玻璃纖維增強塑料和碳纖維增強塑料結構件得到越來越多的應用。采用這種工藝方法時，只需一道工序就可制得具有普通曲率和復雜曲率的零件。與傳統的聚合物復合材料相比，預浸膠基復合材料的特點是抗裂性提高40%～50%、抗剪強度提高20%～50%、疲勞強度和持久強度提高20%～35%。采用這種復合材料，可使勞動量與耗能量減少1/2 ；使結構質量（特別是在采用蜂窩填充劑的情況下）減輕50%，結構密封性提高5倍。