Sandwichstrukturen bestehen typischerweise aus zwei dünnen, steifen Decklagen (Facesheets) und einem leichteren, oft dickeren Kern. Das mechanische Grundprinzip beruht auf der Trennung der lasttragenden Decklagen durch den Kern, wodurch das Flächenträgheitsmoment und damit die Biege- und Beulsteifigkeit bei geringem Gewicht stark erhöht werden.

Die Decklagen werden meist aus metallischen Blechen (z. B. Aluminium), Faserverbundlaminaten (z. B. CFK, GFK) oder Hochleistungsstählen gefertigt. Der Kern kann aus Polymerschäumen, Metallschäumen (z. B. Aluminium-Schaum-Sandwich), Wabenkernen (Honeycomb) oder bionisch inspirierten Gitterstrukturen bestehen. Entscheidend sind Schubmodul und Druckfestigkeit des Kerns, da dieser die Schubkräfte über die Dicke überträgt und lokale Eindrückungen verhindert.

Wesentliche Kenngrößen von Sandwichkonstruktionen sind spezifische Biegesteifigkeit, spezifische Festigkeit, Schubsteifigkeit des Kerns, Delaminations- und Beulfestigkeit sowie Ermüdungsverhalten. Versagensmechanismen umfassen Kernschubversagen, Eindrückversagen, Abhebung (Face-Core-Debonding), lokales und globales Beulen der Decklagen sowie Bruch der Deckschichten.

Sandwichbauweisen werden breit in Luft- und Raumfahrt, im Leichtbau für Transport, Windenergie (Rotorblätter), Bauwesen und marinen Anwendungen eingesetzt. Die Gestaltung erfordert eine integrale Betrachtung von Fertigung (Kleben, Co-Curing, Infiltration), Dauerhaftigkeit (Feuchteaufnahme, Korrosion) und Reparaturkonzepten. Moderne Entwicklungen fokussieren auf Funktionsintegration (z. B. Sensorik im Kern), recyclingfähige Kern- und Decklagenmaterialien sowie numerische Multiskalenmodelle zur präzisen Auslegung von Sandwichstrukturen.