新材料在将来给人类带来的效益是非常巨大的，因为它们可大量减轻机身质量。现代航空航天技术的发展把各种功能材料列为重点，结构材料与功能材料发展的趋势是相互联系的，表现在结构材料的多功能化和功能材料的结构化。其主要材料有隐身材料、纳米材料、耐高温复合材料等。
1、在卫星上的应用
卫星在轨道运行时所处的环境与大气层环境相差甚远，这些环境有超高真空，会致使材料放气，污染卫星上的光学仪器表面使材料性能退化；辐射会使所用材料劣化或表面层破坏；陨石或太空碎片撞击，使表面材料破坏，这些问题都是选材时应慎重考虑的。据报导在卫星内部多延用航空结构胶赫剂，在卫星上应用的高温胶在美国多以芳杂环聚酞亚胺、聚苯并咪哇、聚喳恶琳等为主，而在前苏联则以有机硅胶勃剂为主。长期可使用范围300-400聂氏度，短期可到400-600聂氏度。在中继通讯卫星上有上万个太阳能电池感光片，都必须用有机硅粘接，因为采用胶接既可减轻质量又简化了工艺，据报导在航天飞行设计和制造中每减轻1吨质量，就可增加60km的射程，可界节约数万美元费用，如美国土星S一II二级运载火箭就选用了52种胶黏剂。
复合材料在卫星上已广泛运用达万件之多，除了它的轻质高强特性外，更能确保尺寸稳定性和刚性，作为第一设计条件通过碳纤维环氧树脂的线膨胀和合理的铺层设计，可将复合材料的线膨胀系数缩小到接近零位，以确保构件的尺寸稳定性。由于卫星的喇叭天线暴露于太阳直射下，温度达160摄氏度，而进人地球阴影内时则为-160摄氏度，反复冷热交变循环，这就必须减少热变形，才能保证天线镜面的精度，卫星中的太阳能电池板广泛地使用了绝缘的芳纶纤维复合材料面板制作的各种蜂窝构件。还有通讯卫星的推力管和支撑管也都普遍的采用了复合材料，实现了轻量化的效果。
2、在航天飞机上的应用
航天飞机是宇宙空间站和地球之间来回飞行的联络工具，一般要求在10年内来回飞行100次，考虑要经过大气层约20min，由于受空气摩擦温度高达2000摄氏度，所采用的胶黏剂有聚酞亚胺，长时间使用耐315摄氏度，短时间耐500-600摄氏度，氟化聚酞亚胺、聚苯并咪哇、氰基硅氧烷类（耐高温密封剂）等。Oibiter号航天飞机的载荷舱门系用碳纤复合材料层压板与Nomex纸芯材构成的大型蜂窝构件，长度18.3m，弧长4.6m的夹层结构，据说是目前最大的碳纤复合材料构件。加拿大用复合材料制成长度为15m，直径为38cm，自重为411kg的机械臂构件，在太空中可搬运29t的重物。在航天飞机的机翼前缘、副翼、襟翼、方向舵等部位都采用了石墨/聚酞亚胺复合材料可比使用铝合金材料减轻26%。
3、在宇宙飞船上的应用
发射宇宙飞船时，火箭通过大气层飞向太空，因为表面与大气层摩擦温度很高，所以要在指令舱外侧使用酚醛树脂处理的石墨纤维/聚酞亚胺复合板作为烧蚀绝热材料（可保证飞行器内仪器和操作人员正常工作），内部使用酚醛一环氧勃合的复合材料蜂窝结构夹层，这就必然导致大量采用胶勃剂，阿波罗飞船用的液氢、液氧、液氮燃料，其贮槽不允许使用焊接，而必须采用耐超低温聚氨醋、聚硅氧烷类胶黏剂粘接，氧燃烧时的火焰温度高达10009C，必须采用在高温下不燃烧的全氟丙二醇醚作为耐热防水的密封剂。阿波罗飞船在月球着陆用的发动机，它的燃烧室就是用高硅氧增强酚醛树脂制成的，而喷管是由玻璃纤维增强环氧树脂制成的。
此外早期复合材料在航空技术中主要用于次受力结构，如弹头烧蚀防热层，随着火箭和导弹技术的发展，以及复合材料的进展，先进的复合材料已广泛用于承载结构，如火箭发动机壳体等。石墨/环氧复合材料减轻质量最显着。1987年美国飞马运载火箭竟研制出完全复合材料的火箭，它的各级发动机、壳体、机翼尾翼、整流罩全部都使用了复合材料。
