In der Luft- und Raumfahrt bezeichnet der Begriff aerospace den gesamten Bereich der Auslegung, Herstellung und Nutzung von Systemen, die in der Atmosphäre und im Weltraum operieren. Aus werkstofftechnischer Sicht stehen dabei die Entwicklung, Charakterisierung und Qualifizierung von Werkstoffen und Strukturen für Flugzeuge, Raumfahrzeuge, Triebwerke und ultraleichte Fluggeräte im Vordergrund.

Aerospace-Werkstoffe müssen ein außergewöhnlich hohes Eigenschaftsprofil erfüllen: hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit, exzellente Ermüdungs- und Bruchzähigkeit, Temperatur- und Oxidationsbeständigkeit (insbesondere in Triebwerken) sowie Beständigkeit gegenüber Korrosion, Strahlung und thermischen Zyklen. Zentrale Werkstoffklassen sind hochfeste Aluminium- und Titanlegierungen, Nickelbasis-Superlegierungen, polymer- und metallmatrixbasierte Faserverbundwerkstoffe sowie zunehmend Keramiken und keramische Matrixverbunde.

Die Luft- und Raumfahrtanwendungen stellen zudem besonders hohe Anforderungen an Qualitätssicherung, Zuverlässigkeit und Lebensdauervorhersage. Experimentelle und numerische Methoden (z.B. Ermüdungsversuche, Bruchmechanik, Finite-Element-Analysen) sind essenziell für die Auslegung leichter und gleichzeitig sicherer Strukturen. Nachhaltige Flugzeugstrukturen fokussieren darüber hinaus auf Recyclingfähigkeit, reduzierte CO₂-Bilanz der Werkstoffherstellung und den Einsatz biobasierter Matrixsysteme.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist die enge Verzahnung von Werkstoffentwicklung, Prozessauslegung (z.B. additive Fertigung, Diffusionsschweißen, Autoklavverfahren) und Strukturdesign ein entscheidender Innovationsmotor. Fortschritte in der Werkstofftechnik bestimmen maßgeblich die Leistungsfähigkeit und Effizienz zukünftiger Luft- und Raumfahrtsysteme.