复合材料是指两种或两种以上材料的结合体，它比任何单一组分的材料的性能都要优越得多，是一种新型的高分子材料。
（一）玻璃钢最早出现的复合材料是玻璃钢，其实它和钢这种材料毫无关系。玻璃钢中根本不含铁也不是玻璃和钢的复合体。实际上，玻璃钢是玻璃纤维与一种或数种热固性或热塑性树脂复合而成的材料，这些树脂如酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂等。
第一种玻璃钢是玻璃纤维与酚醛树脂复合而成的材料。它是将玻璃纤维浸渍了酚醛树脂的液态原料后，经过模压法预成型，然后将酚醛树脂固化，就制成了玻璃钢。
玻璃钢被用来制造高压气瓶，节约了大量贵重的钢材。高压气瓶用来储存氧气、氢气、氮气、二氧化碳等高压气体，必须具备很好的强度，都是用优质钢材制造的。自从有了玻璃钢以后，市场上开始出现玻璃钢高压气瓶，耐压程度可达到4．9×107帕。玻璃钢高压气瓶不会像玻璃瓶那样一摔就破。如果将一只玻璃钢高压气瓶充气以后，从山顶滚到山下，任凭碰撞摔打，一直到气瓶滚到山底，既没有发生爆炸，也没有被摔破。玻璃钢高压气瓶的另外一个优点是质量轻。一般来说，一个充满氧气的钢制高压气瓶，需要两个强壮的人才能搬动，而玻璃钢气瓶只需一个人搬动就绰绰有余了。
另一种能够承受强大力量的构件是用玻璃钢制成的船舰推进器，俗称螺旋桨。它可以产生推动船舰前进的力量，因此要求螺旋桨具有高的强度和刚性。内河船只都用铸铁制成的螺旋桨，海洋轮船则多用铜制螺旋桨，每只桨需要用铜0．5吨左右。用玻璃纤维增强的尼龙可制成海上行驶的渔轮螺旋桨，它貌似金属制品，敲击时还能发出金属声。它的强度和刚性完全能满足要求，更重要的是它节约了大量的铜，而且制造成本大大降低。
玻璃钢还用于制造全塑自行车。全车重量只有7千克，但强度一点也不比钢制的自行车架低。全塑汽车是指除发动机等少数部件外，小轿车的车身、内装饰材料都是用玻璃钢和其他塑料制成的。另外，汽艇、扫雷艇、救生艇、游艇也已广泛采用玻璃钢船身，能经受住8级风浪。
玻璃钢具备强度高的优点，其原因在于：普通的玻璃是一种强度不高的脆性材料，如果将熔融的玻璃拉成很细的玻璃纤维之后，其性能就发生了很大变化。玻璃纤维很柔软，甚至可以织成布。同时，玻璃纤维越细，它的强度越高。玻璃钢的强度可以用钢筋混凝土做比喻。在钢筋混凝土中，承受外力的主要是钢筋，但混凝土却是不可缺少的，它将钢筋粘结为一个整体，不但赋予建筑构件以一定的外形，而且增加了强度。在玻璃钢中，玻璃纤维的作用犹如钢筋，而酚醛树脂却起着混凝土的作用，两者的结合使玻璃钢具有惊人的强度。
玻璃钢不但具备高强度，同时还有优良的耐腐蚀性，从而成为一种重要的耐腐蚀材料。铅曾经是一种耐腐蚀的金属材料，它能耐具有强烈腐蚀性的硫酸的腐蚀。其原因是铅和浓硫酸作用生成难溶解的硫酸铅，成为一种致密的保护膜覆盖在金属铅的表面，所以化工厂的反应釜和管道常用铅做衬里，也可用搪瓷衬里。如果用玻璃钢来代替，耐腐蚀性都符合要求。玻璃钢还用于阀门、泵、风机，适宜做运输腐蚀性液体的汽车槽车和火车槽车，在化工厂制作贮腐蚀性液体的贮槽、废酸废液池村里和大面积防腐蚀的地面。石油的腐蚀性也很强，玻璃钢可以用来代替钢管制造输油管、输油车，大大节约了钢铁。
（二）碳纤维增强塑料随着复合材料的不断开发，除了玻璃纤维增强塑料之外，又出现了碳纤维增强塑料、硼纤维增强塑料等。碳纤维是用粘胶丝、聚丙烯腈纤维和沥青丝等为原料，在300℃～1000℃下碳化而成的。碳纤维的直径极细，只有7×10-6米即7微米左右，但它的强度却异常的高。
碳纤维增强塑料在飞机、火箭、导弹、宇宙航行方面的应用已越来越广泛。它首先被用于飞机制造上，可减轻飞机的自重，提高飞行效率。用碳纤维增强塑料代替铝合金或钛合金，可使飞机的总重量减轻15%，如果使用等量的燃料，飞机能增加飞行距离10%，上升率增加10%，起飞时跑道可缩短15%。
（三）烧蚀材料复合材料还应用于宇宙飞船和人造卫星上。当高速飞行的宇宙飞船和人造卫星完成考察任务重返地球时，要穿过稠密的大气层，此时，它也会经受高温的考验。由于宇宙飞船和人造卫星的飞行速度极快，与空气剧烈摩擦时，可使飞船和卫星的外壳温度达到5000℃以上，在这样高的温度下，将会产生什么变化呢？这可以用流星作比喻，流星是宇宙空间的一种高速飞行的星际物体，有时它会闯入地球的大气层，由于高速飞行会产生高达几千度的高温使流星迅速燃烧，并发出明亮的光辉，这就是我们在晴朗的夜空中可以看到的流星画出的一道眩目的轨迹。那么，怎样避免宇宙飞船和人造卫星像流星一样地被烧毁呢？目前的措施是在它们的外壳上使用一种称为烧蚀材料的复合材料。
烧蚀材料是一些由玻璃纤维增强的酚醛塑料或环氧树脂，它们在高温高压气流冲刷的条件下，发生热解、气化、升华、熔化、辐射等作用，通过材料表面的物质损耗而带走大量热，从而达到耐高温和保护宇宙飞船和人造卫星内部的目的。在烧蚀过程中，原始材料受到高温的作用发生碳化，碳化层在烧蚀过程中起着非常重要的作用，它在高温气流作用下，表面温度升高，在气化、升华等过程中吸收大量的热，起到了防热作用和保护内部的效果。因此，宇宙飞船和人造卫星在重返地球时，依靠表面剥掉了一层皮（用玻璃纤维增强塑料制成的保护层被烧掉），而使整个飞船和卫星完整地被保护下来，使飞船和卫星中的仪器设备以及珍贵的空间考察资料不致被烧毁，坐在飞船中的人能安然无恙地返回地球，根本感觉不到飞船的外壳正在熊熊地燃烧且产生了几千度的高温。
（四）复合薄膜塑料薄膜虽然在许多方面取得了重要的应用，但是单层塑料薄膜在包装材料的应用上，存在着强度不够和透气性大、不易封口等缺点。由两层或多层不同材料的塑料薄膜复合而成的复合薄膜，可以获得具有各种单一材料综合性质的特性，使它更符合包装材料的需要。
制造复合薄膜的基本材料有塑料薄膜（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酯等）、玻璃纸、纸张和金属箔（如铝箔）。制造复合薄膜的方法有：（1）挤出复合方法。例如将聚乙烯原料投入机器，经过挤出机从窄缝中挤出一定厚度的熔融薄膜，再从另一只冷却的滚筒中挤出第二种基本材料（如玻璃纸、纸张、铝箔），在出口处得到复合薄膜。也可以采用几台挤出机分别将不同塑料引入一个公共机头中，然后从出口挤出，得复合薄膜。
（2）涂糊法。胶粘剂用涂布机涂敷在薄膜或其他基材上，在干燥区干燥，然后与其他基材热压复合成复合薄膜。
使用复合薄膜可以延长食品的保存期限，这是因为它们可以防湿、防水、防气体渗透、遮光、耐油脂、可热封。例如，用单层塑料薄膜包装饮料，保存期为7～14天的话，改用聚苯乙烯—聚乙烯—聚苯乙烯复合薄膜包装袋，保存期可达9～12个月。又如用聚乙烯薄膜包装奶油，保存期只有一个月，而采用聚苯乙烯—聚乙烯—聚苯乙烯复合薄膜包装袋，保存期可达半年。用复合薄膜包装食品，还有一个优点是可以加热，食品可加热以后食用，可谓方便之极。
复合薄膜还有利于改进商品的包装和装潢。某些复合薄膜将印刷的图案夹在两层薄膜之间，可以防湿、防水、防油，在使用过程中不会因为遇水而使包装袋掉色而污染商品，也不会因为摩擦而使图案磨损和缺损。有一种聚乙烯—纸—铝箔—聚乙烯四层复合薄膜，既有聚乙烯的透明性，又有耐火、耐腐蚀、强度高、韧性好、易热封等优点（这些都是由于铝箔的优点形成的），还可以在纸上进行印刷，使图案和色彩更为鲜艳美观。这种复合薄膜中的铝箔气密性特别好，可代替铝管用于做牙膏软管，可节约大量金属铝，也可用于包装化妆品、油彩、油墨等。聚乙烯—牛皮纸—聚乙烯复合薄膜具有强韧的特点，而且防湿、防水，可用于重包装材料，包装肥料、饲料、水泥、化学药品、农药、食盐、砂糖等。
（五）纳米复合材料纳米复合材料是指至少有一种组分材料的分散相尺度小于102纳米量级的复合材料，它的性能优于相同组分的常规复合材料，尤其是在物理力学性能方面。
与常规的高分子—无机材料的复合材料相比，纳米复合材料具有独特的纳米尺度效应，具有大的比表面积和强的界面互相作用，使高分子与无机材料的界面之间存在着强的化学结合力，达到理想的粘接性能，可消除高分子基体与无机材料基体的热膨胀系数不匹配的问题，可以充分发挥无机材料的优异的力学性能和高度的耐热性。
尼龙6是一种应用很广的工程塑料，它的分子结构和结晶作用使它具有优良的物理和机械性能，然而由于尼龙6分子内存在极性基因，使它的吸水率相对地比较高，热变形温度相对地比较低，强度和模量也不够理想，在一定程度上限制了它被更广泛的应用。
由尼龙6和粘土构成的纳米复合材料具有优良的力学性能，具备了高强度、高模量、高热变形温度，还有耐湿性和耐溶剂侵蚀性，因此在相同性能和用途时（如制作结构材料），其重量可比普通的用玻璃纤维制成增强剂的复合材料减轻25％。广泛用于制造汽车发动机的配件。