複合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和(hé)比模量大。例如(rú)碳纖維與環氧樹脂複合的(de)材料，其比強度和(hé)比模量均比鋼和(hé)鋁合金大數倍，還具有優良的(de)化學(xué)穩定性、減摩耐磨、自(zì)潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂複合可(kě)得到膨脹系數幾乎等于零的(de)材料。纖維增強材料的(de)另一(yī)個特點是各向異性，因此可(kě)按制件不同部位的(de)強度要求設計纖維的(de)排列。以碳纖維和(hé)碳化矽纖維增強的(de)鋁基複合材料，在500℃時仍能保持足夠的(de)強度和(hé)模量。碳化矽纖維與钛複合，不但钛的(de)耐熱性提高(gāo)，且耐磨損，可(kě)用作發動機風扇葉片。碳化矽纖維與陶瓷複合， 使用溫度可(kě)達1500℃，比超合金渦輪葉片的(de)使用溫度（1100℃）高(gāo)得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨，構成耐燒蝕材料，已用于航天器、火箭導彈和(hé)原子(zǐ)能反應堆中。非金屬基複合材料由于密度小，用于汽車和(hé)飛(fēi)機可(kě)減輕重量、提高(gāo)速度、節約能源。用碳纖維和(hé)玻璃纖維混合制成的(de)複合材料片彈簧，其剛度和(hé)承載能力與重量大5倍多的(de)鋼片彈簧相當。