航天材料主要包括金屬材料、複合材料、高溫合金和其他特殊材料。金屬材料如鋁合金、鈦合金和不鏽鋼被廣泛應用於航天器結構製造，因爲它們具有高強度、低密度和良好的抗腐蝕性。複合材料，包括碳纖維、玻璃纖維和芳綸等，因其輕質高強、剛性好等特點，被用於製造衛星、載人飛船等航天器的結構和部件。高溫合金用於製造面對極端高溫環境的部件，如尾噴管和渦輪葉片，以承受高速飛行時的高溫。
此外，陶瓷、玻璃、特殊塗層材料等也被用於航天領域，提供熱保護、電氣絕緣或特定環境下的適應性。隨着技術的進步，越來越多的先進材料被應用於航天領域，如輕質高強結構材料、新型功能材料和結構功能一體化材料，這些材料的應用不僅減輕了航天器的重量，還提高了其性能和可靠性。