飞行器机身结构的航空航天材料主要为以下几种：
一、铝合金
飞机机身结构材料应用构成比例预测表明，21世纪初期占主导地位的材料是铝合金。开发航空航天技术用铝合金时首先要解决的课题：如何在保证高使用可靠性及良好工艺性的前提下减轻结构重量。
目前急待解决的问题：开发具有良好焊接性能的高强铝合金，并将其用于制造整体焊接结构。
使用铝基层状复合材料可大幅度提高飞机蒙皮的可靠性、使用寿命及有效载荷。这种复合材料的特点是裂纹扩展速度特别低（仅为传统材料的1/10—1/20），强度（提高50%—100%）和断裂韧性高，而密度较小（减轻10%—15%）。将其作为机身蒙皮材料，以及作为修理作业用的裂纹铆钉材料是很适合的。
二、高强钢
高强钢通常使用在要求有高刚度、高比强度、高疲劳寿命，以及具有良好中温强度、耐腐蚀性和一系列其它参数的结构件中。无论是在半成品生产中，还是在复杂结构件的构造中，尤其是在以焊接作为最终工序的焊接结构件生产中，钢材都是不可替代的材料。
长期以来，飞机制造业使用最多的钢材，是强度水平为1600—1850MPa、断裂韧性约为77.5—91MPa每平方米的中合金化高强钢。目前，在保持同样断裂韧性指标的条件下，已将钢材的最低强度水平提高到了1950Mpa。还开发出了新型经济合金化的高抗裂性、高强度焊接结构钢。
高强钢的发展方向：
进一步完善冶金生产工艺、选择最佳的化学成分及热处理规范、开发强度性能水平为2100—2200Mpa的高可靠性结构钢；
在活性腐蚀介质作用下使用的机身承力结构件，特别是在全天候条件下使用的承力结构件上，广泛使用高强度耐蚀钢，这种钢的强度水平与中合金结构钢相近，可靠性参数大大超过中合金结构钢。
三、高强钛合金
提高钛合金在机身零件中使用比例的潜力是相当巨大的。据预测，钛合金在客机机身中的使用比例将达到20%，而在军机机身中的应用比例将提高到50%。其前提是要保证：使合金有更高的强度及可靠性；进一步提高使用温度；具备高的工艺性能及良好的可焊接性；能生产各种半成品；改进结构形式，开发新的设计方案，尽可能多地在结构中使用成熟的合金与工艺。
开发兼备高强度与高工艺性的板材合金。这种合金的强度将是工业纯钛强度的4倍，而工艺特性则与工业纯钛相近。采用高强钛合金可减轻结构质量30%—35%，同时提高结构的重量效率、可靠性及工艺性。
还将研制并使用具有更高热强性、热稳定性和使用寿命的“近α”型热强钛合金。
四、聚合物复合材料
代表航空航天技术开发水平的一个重要标志是看聚合物复合材料使用数量的多少。聚合物复合材料在比强度和比刚度方面具有非常明显的优越性，兼备良好的结构性能和特殊性能，在航空领域获得了广泛的应用。空中客车A3XX飞机使用聚合物复合材料的比例将达到25%。
作为结构材料，新型复合材料—有机塑料将发挥越来越大的作用。最近几年，正在研制第二代有机塑料。单一用途的有机塑料的σb值达到3000—3200Mpa，E值提高到130Gpa。试验研究表明，有可能获得弹性模量为200—250Gpa的有机塑料。需要指出的是，这实际上就是将工作温度范围扩大1倍，还可显著降低复合材料的吸水率。在比强度和比弹性模量方面，现代的有机塑料，特别是未来的有机塑料将超过所有已知的以聚合物、金属和陶瓷为基体的复合材料。
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