金属材料的强度、硬度和使用温度等性能均优于高分子材料，其韧性又远在陶瓷等无机非金属材料之上。而且，它的不吸湿、尺寸稳定、不老化、导电、导热等一系列优异性能也绝非其他材料所能比拟。因此，时至今日，金属材料仍然是航空航天领域应用最为广泛的材料。

铝合金具有强度高、耐腐蚀性能好、加工性能好、成本低廉等突出优点，因此它被认为是航空航天领域综合性能最佳的结构材料。铝合金主要用作航空航天结构的承载结构，包括舱体结构、承载壁板、梁、仪器安装框架、燃料储箱等。当前使用的合金集中于2系、6系和7系。例如战略导弹壳体、大型飞机的整体壁板等多采用2系和7系；大型飞机的主承力梁多以锻件使用，材料集中于7系合金；形状复杂的宇航服四肢用6061制作，强度要求较高的腰部用7075合金。

钛合金与铝、镁、钢等金属材料相比，具有如下一系列优点和特点：强度值高；抗腐蚀性能良好；抗疲劳性能良好；热导率很小；线膨胀系数较小；高低温机械性能很好，一般说可在350℃-450℃以下长期使用，低温可使用到-196℃。在航空工业中，钛合金的用量也正在迅速增长。航空发动机的压气机叶片、机闸以及基体主承力构件普遍采用钛合金制造。F22战斗机是广泛采用钛合金制造主承力结构的典型代表，其钛合金的使用比例达到41%。F22使用的合金种类主要为TC4。

用于航天领域的高温合金主要有铁基、镍基和钴基合金三种，其中镍基高温合金应用最为广泛。如GH1040、GH2028A、GH4169、GH4141、GH4586等，常用做航天发动机涡轮盘和叶片的材料。F22所装配的F119发动机便是采用可靠的Inconel718制造的涡轮盘和涡轮叶片。