从材料的结构和性能出发，可分为四大类，即金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料。对于金属材料的研究，人们不断挖掘其潜力，开发许多新的材料如：具有密度小、强度高及高温力学性能和抗氧化性能优异金属间化合物铝合金、镁合金、钛合金等轻金属合金材料；钽、铼、钨、钼、铌及其合金等难熔金属及合金稀土永磁材料、稀土贮氢材料、稀土功能材料等稀土金属材料；宽滞后镍钛铌系形状记忆合金、高温记忆合金和轻型记忆合金、铁基形状记忆合金等形状记忆合；具有高强度、独特的磁性能的非晶态金属材料；及准晶合金材料等。
  陶瓷材料是特殊环境下所不可或缺的，它具有高温力学性能、化学稳定性、电学性能、光学性能、功能转换效应(压电效应、热电效应、声光效应、磁光效应、光色效应等)等特殊性能。高分子材料以轻质、高强等诸多优异的性能已得到广泛的应用。复合材料则具有很多独特的性质，其性能概括为：1+12。复合材料有很多种类，碳基复合材料是其家族中的一个非常重要的成员，碳纤维复合材料主要是指用碳纤维增强的复合材料，包括：碳纤维增强树脂(CFRP)、纤维增强金属(CFRM)碳纤维增强陶瓷(CFRC)、碳纤维增强橡胶(CFRR)及碳/碳复合材料(C/C)等。