航空工业一直是复合材料应用的前沿阵地，它对轻量化的热衷来源于节能减排这项硬指标。但作为复合材料企业来说，进入航空工业的门槛却比进入其他行业高得多，不管是耗费的时间还是金钱。
毫无疑问，航空工业的OEM企业非常清楚复合材料相较于金属的优势：更高的强重比、更大的设计灵活性和更出众的减振能力。因此，他们最先将其应用在承重主结构和批量生产的零部件上，例如机翼、机身、方向舵、副翼和驾驶舱等等。到了近几年，其应用才慢慢渗透进入二级结构，包括窗体、客舱、扶手等等，这更多是利用了复合材料防火、防烟、防毒、防菌的特性。
而在众多的复合材料中，碳纤维复合材料成为轻量化趋势最大的受益者，其所占市场份额在未来数年中将保持持续增长，大规模取代承重结构中的金属铝和铁。另外，碳纤维复合材料还牢牢占据着航空发动机制造的市场份额，在发动机叶片、通风管道、反推力装置、引擎罩等处大量使用。然而，出于航空工业与生俱来的严苛要求，碳纤维复合材料的上游价值链仍面临着成本和供应的巨大挑战。
例如近年来，航空内饰件对抗冲击性能的要求有所降低，加上相对低廉的原材料及生产成本，玻纤复合材料成为碳纤维复合材料的强有力竞争对手。另一方面，驱动复合材料在航空内饰领域应用的重要原因是视觉美观性，尤其是应用到商务舱和头等舱上。

尽管大多数围绕复合材料进行的学术讨论都以增强纤维为中心议题，但其实基体树脂在复合材料的整体性能方面扮演者同样重要的角色。目前，以环氧树脂为代表的热固性树脂占据了碳纤维复合材料最多的市场份额，并且因为优异的机械性能和化学表现，在结构部件生产中的应用持续增长。
而业界对采用热塑性树脂基体则普遍持保守态度，尤其是在材料适航性论证方面更为谨慎。但不可否认的是，热塑性复合材料拥有更先进的加工技术、可回收并且成本相对较低，正与热固性复合材料进行激烈的市场争夺。其中一部分高性能热塑性材料，包括PEEK、PAEK、PEI、PPS等，正逐步在某些结构和内饰应用领域站稳脚跟。
对于整个复合材料行业来说，最大的竞争对手是来自其他材料的技术进步。在大多数飞机机型中，使用最多的仍是铝合金，留给复合材料的机会仅限于大型航空公司的一些机型。而且这些竞争性材料的生产商也在发力研发下一代合金材料，期望在功能表现上与复合材料一较高下。如果说铝合金和复合材料的战场主要在结构部件上，那么超级合金和金属钛则与复合材料在航空发动机领域展开竞争。
商用航空工业一直是复合材料行业增长的主要驱动因素。到2022年之前，其增长速度将保持在5%左右。考虑到一大批航空OEM企业纷纷上马复合材料应用项目，其在航空领域的应用近期内有望实现强劲的增长。波音787、波音777X和空客A350 XWB将引领此次潮流。除此以外，中国C-919商用客机的横空出世更为复合材料行业的增长添加了砝码。长期看来，复合材料在商务机领域也有扩大应用的潜力，尽管与大型商业客机相比，这部份的增量略有逊色。