自飞机诞生以来，其材料结构发生天翻地覆的变化，先后经历4个发展阶段，目前复合材料的使用正在迈入第5个阶段。这5个阶段为：
第一阶段（1903年到1919年）木、布结构；
第二阶段（1920年到1949年）铝、钢结构；
第三阶段（1950年到1969年）铝、钛、钢结构；
第四阶段（1970年到21世纪初）铝、钛、钢复合材料结构，以铝为主；
第五阶段（21世纪初至今）复合材料、铝、钛、钢结构，以复合材料为主；
米格-31战斗机大量采用了钛、钢结构
20世纪60年代，玻璃纤维增强复合材料首先开始应用于飞机的整流罩，襟副翼中。此时复合材料力学性能还相对较低，应用复合材料制造的飞机零部件尺寸小，受力水平低。20世纪60年代以后，硼纤维环氧树脂复合材料开始应用于飞机结构上。例如美国F14“雄猫”战斗机于1971年开始将硼纤维增强环氧树脂复合材料应用在平尾上。
美国F14“雄猫”战斗机已经开始使用复合材料尾翼
20世纪70年代中期，诞生了以碳纤维为增强体的高性能复合材料，开启了复合材料在军用飞机上的大规模应用。碳纤维增强复合材料具有卓越高强度比、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳性能，非常适合航空装备需求。军用飞机的垂尾、平尾等受力较大，尺寸较大的部件开始逐步使用碳纤维增强复合材料；
F-18“大黄蜂”战斗机采用复合材料机翼，复合材料用量达到了13%。
如美国F-15“鹰”式战斗机、F-16“战隼”战斗机，F/A-18“大黄蜂”战斗/攻击机，米格-29“支点”战斗机，幻影2000战斗机等战机的复合材料尾翼、垂尾使用的都是炭纤维复合材料。从20世纪70年代至今，欧美国家的军用飞机尾翼已经全部采用复合材料。采用复合材料的平尾、垂尾一般在飞机全部结构重量的5%~7%。
F-16“战隼”战斗机大量使用碳纤维增强复合材料
在尾翼进入复合材料时代后，复合材料的应用开始向军用飞机的机翼机身等结构受力大、尺寸大的主要构件发展。1976年，美国麦克唐纳道格拉斯公司率先研制了F-18“大黄蜂”战斗机的复合材料机翼，把复合材料用量提高到了13%。此后各国研制的军用飞机的机翼几乎也全部采用了复合材料，如AV-8B攻击机，B-2“幽灵”轰炸机、F-22“猛禽”战斗机、F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗攻击机、F-35“闪电”战机、“阵风”战斗机、JAS-39“鹰狮”战斗机、“台风”战斗机、苏-37战斗机等。
“台风”战斗机大范围采用了先进的复合材料，只有15％的飞机表面是金属
复合材料使用率成为衡量未来战机性能的一个重要指标。目前世界先进军用飞机中复合材料用量占全机结构重量的20%~50%不等，主要应用复合材料的部件包括整流罩、平尾、垂尾、机翼、中前机身等。美国五代战斗机F-22采用了约26%的碳纤维复合材料，为了提高机翼性能，其机翼复合材料使用率高达95%，从而使该战机具有高超音速巡航，超视距作战，高机动性和隐身等特性。
美国五代战斗机F-22碳纤维复合材料高达26%
目前国内公开报道使用国产复合材料最高等级的是歼-20战斗机，其采用的是T700级碳纤维，领先F-22的T300材料技术水平。歼20复合材料使用比率达到了20%左右，在最新下线的歼-20战机中，机身、机翼、垂尾进气口以及鸭翼部分都拥有颜色不同的复合材料窗口。
歼20复合材料使用比率超过了20%
据报道中国已经在近几年定型的战机如歼10C、歼-16、歼15战斗机以及直-10、直-20、攻-11等军用飞机上大幅度应用了新型复合材料。
歼10C大幅度应用了新型复合材料
总体来说，目前我国在高端复合材料设计制造方面与国际先进水平还有差距，特别是在主承力构件或部件上复合材料的应用水平差距较大；在复合材料研发水平上日本和美国处于顶尖地位，我们总体上还处于追赶的上升阶段，随着我们加大科技研发的投入，这一差距正在日益减小。
研发中的FC-31大量采用复合材料，已经接近F-22
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