戰斗機的高空、高速和高機動能力要求飛機的結構選材必須保證足夠的使用強度、剛度要求。根據《先進戰斗機結構選材與制造工藝需求分析》（李航航等，2004 年 10 月，高能束流加工技術國際研討會），90 年代后期出現了以美國 F-22 戰斗機為代表的第四代戰斗機，飛機結構采用翼身融合體結構、菱形機翼、外傾式雙垂尾和大邊條翼等；飛機結構材料雖然仍以金屬材料為主，傳統的鋼材和鋁合金材料的用量比例已經降低，總和不到 20％。鈦合金和復合材料用量均大大超過這一比例。F-22 飛機這樣選材的主要原因，一是為了減輕結構重量；二是為了滿足高溫條件下的結構使用強度要求；三是實現飛機結構的隱身要求等，該飛機的結構重量系數降到了 27.8％。
不僅在軍機領域，復合材料與鈦合金在民機的不斷迭代中也扮演重要角色。根據《從A350XWB 看大型客機的選材方向》（陳亞莉，2009 年 2 月，航空制造技術），在空客（AIRFP）與波音（BA US）的客機中，復合材料與鈦合金機體質量分數占比約為 50%與 15%。以飛機制造商空客為例，在 A350XWB 大型民機中，復合材料的用量提升最快，在機身、機翼與尾翼上均有大量應用，全機結構質量分數為 53%，相比上一代民機 A380 大幅提升31pct；同時，鈦合金結構質量分數為 14%，相比 A380 提升 4pct。
航空發動機渦輪入口溫度需要不斷提高。噴口溫度從 1300K 提升到 1610K 時，渦輪輸出效率可從 46.40%提升到 51.60%。這要求發動機材料的升級換代，同時原來那些可以使用合金鋼的零件，如壓氣機盤和葉片等，也需要使用高溫合金。
