复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且还可具有组分单独不具有的独特性能。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金；非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
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常见的复合材料包括：
卡伏拉：一种结构高分子材料型的复合材料，具有质量轻、强度大的特点，多用于商用飞机。
玻璃钢：由玻璃纤维和酚醛树脂等复合制成，常用于船舶、车辆、化工管道和贮罐、建筑结构、体育用品等方面。
碳纤维：以粘胶丝、聚丙烯腈纤维和沥青丝等为原料，在高温下碳化而成，强度高，可用于飞机航空和航天技术等领域，是替代铝合金或钛合金的理想材料。
烧蚀材料：例如用玻璃纤维和酚醛塑料的环氧树脂制成的复合材料，可用于宇宙飞船和人造卫星，能在高温、高压气流冲刷的条件下有效抵抗外壳的剧烈温度燃烧。
复合材料按用途主要分为结构复合材料和功能复合材料。结构复合材料主要作为承力结构使用；功能复合材料则是指除力学性能以外还提供其它物理、化学、生物等性能的复合材料。
按组成分，复合材料有金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。
按结构特点分，包括细粒复合材料、夹层复合材料、纤维复合材料、混杂复合材料：
细粒复合材料是将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。
夹层复合材料由性质不同的表面材料和芯材组合而成，面材强度高且薄，芯材质轻、强度低，但有一定刚度和厚度，分为实心夹层和蜂窝夹层两种。
纤维复合材料是将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成，如纤维增强塑料、纤维增强金属等。
混杂复合材料由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成，与普通单增强相复合材料相比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能，可分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内 / 层间混杂和超混杂复合材料。
复合材料具有多种优良性能，在化工、纺织、机械制造、汽车工业、航空航天、医学等众多领域都有广泛应用。例如，具有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合材料可用于制造化工设备等；在汽车工业中可用于制造车身、受力构件等；在航空航天领域可用于制造飞机机翼、卫星天线及其支撑结构等；碳纤维复合材料还可用于制造医用 x 光机和矫形支架等。
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