Havacılıkta, malzemelerde aranan performans kriterleri diğer sektörlere göre çok daha yüksek olabilir. Kompozit malzemeler, olağanüstü mukavemetleri, sertlik-yoğunluk oranları ve üstün fiziksel özellikleri nedeniyle havacılık ve uzay uygulamaları için özellikle çekicidir. Tipik olarak, bir kompozit malzeme, sert bir reçine matrisinde nispeten güçlü, sert liflerden oluşur. Bu kompozitler, uçakların iç mekan aksamları ve yapısal parçalarında kullanılmak üzere üstün mekanik özellikleri ve hafif yapıları ile öne çıkar. Örneğin, 1970'lerin ortasında üretilen Concorde uçaklarında %8 oranında kompozit malzeme kullanılmıştır. Günümüzdeki uçaklardan Boeing 787 ve Airbus A350 modellerinin %50'si kompozit malzemelerden üretilmiştir. Uzay araçlarında ve roketlerde kompozit malzemelerin kullanılması, uçuş menzillerini önemli ölçüde artırmıştır. Ayrıca, savaş uçakları, helikopterler ve insansız hava araçları gibi havacılık alanındaki birçok platformda kompozit malzemeler yoğun bir şekilde kullanılmaktadır.
