在航空領域，碳纖維復合材料主要應用于飛機的結構材料（占飛機重量的 30%左右），碳纖維的使用能使飛機結構材料減重 20%-40%，飛機整體重量減輕 6%-12%，從而顯著降低飛機的燃油成本，此外還能夠改善氣動彈性、提高飛機的綜合性能。自 20 世紀70 年代以來，碳纖維復合材料最初被應用于整流罩、控制儀表盤和機艙門等飛機二級結構中，后續隨著碳纖維性能的穩定和提升，開始逐漸用于機翼、機身等受力大、尺寸大的主承力結構，大批量的飛機零部件相繼采用碳纖維復合材料，且采用復合材料的部位、面積和重量日趨增加。先進復合材料的用量已然成為衡量航空航天裝備先進性的重要標志。