铝合金在飞机上主要是用作结构材料，如：蒙皮、框架、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱等。铝合金在航天航空中的应用开发可分为几个阶段：50年代主要目标是减重和提高合金比刚度、比强度；60～70年代主要目标是提高合金耐久性和损伤容限，开发出7XXX系合金T73和T76热处理制度、7050合金和高纯合金；80年代由于燃油价格上涨而要求进一步减轻结构重量；90年代至今，铝合金的发展目标是进一步减重，并进一步提高合金的耐久性和损伤容限。例如开发出高强、高韧高抗腐蚀性能的新型铝合金，大量采用厚板加工成复杂的整体结构部件代替以前用很多零件装配的部件，不但能减轻结构重量，而且可保证性能的稳定。要实现这一点要开发出低内应力的厚板材料。
铝合金厚板是现代航天航空工业重要的结构材料，目前发达国家铝工业界不断开发出性能优异的新型铝合金厚板，其中有以下几种常用合金，其一是7075-T7651铝合金厚板，它具有高的强度、良好的韧性、抗应力性能和抗剥落腐蚀性能，它属于铝-锌-镁-铜系超硬铝合金，其广泛应用于飞机框架、整体壁板、起落架、蒙皮等。其二是7055超硬铝合金，它是目前变形铝合金中强度最高的合金，美国铝业公司生产的7075-T77合金板材强度比7150的高出10％，比7075高出30％，而且断裂韧性较好，抗疲劳裂纹扩展能力强。铝合金厚板作为航天航空用材料具有很好的综合性能，但也存在淬火残余应力，残余应力的存在严重影响着材料的后续加工及其应用，尤其是用作承受交变载荷的结构件或在腐蚀环境下工作时，残余应力是造成材料过早失效甚至造成严重事故的一个主要原因。因此研究消除残余应力的方法是十分重要的。 2000系铝合金的耐温性优良，主要用于航空航天耐高温部件中，优异的耐温性主要是因为2000系铝合金内部具有复杂的化学组成和相组成，能够在高温状态下保持良好的强度稳定性和工艺性能，多用于150～250℃温度范围内工作的耐热零件和耐热可焊接的结构件及锻件。2000系合金中存在铁（Fe）和硅（Si）的杂质，这2种杂质的存在会生出粗大的杂质相，严重影响断裂韧性和短横向力学性能。因此，研究人员从调整合金元素含量和降低Fe、Si杂质相的考虑出发，提高2000系铝合金的强度和韧性并通过加入镍（Ni）元素的方法提高铝合金的耐热性能，通过调节Cu的含量来改善铝合金材料的焊接性能。对于薄壁的铝合金材料主要提高其耐损伤容限性能，对于厚壁的铝合金材料主要提高其耐应力腐蚀的性能和韧性，通过铝合金最后的应用场合的不同调节元素含量和热处理方法找到最优异的匹配材料。
7000系铝合金以Zn最为主要添加元素，通过热处理可强化铝合金的韧性，合金中加入Mg元素后可以提高它的热变形性能并扩大淬火范围，改变热处理条件可以改善强度、焊接性和耐腐蚀性，但Mg元素的引入使得铝合金的应力腐蚀倾向严重，因此，7000系铝合金属于高强可焊且应力腐蚀敏感度高的合金。而加入Cu元素的Al/Zn/Mg/Cu合金则具有更高的强度，属于超高强铝合金，屈服强度与拉伸强度十分接近，屈强比和比强度都很高，但塑性较差，且在高温下的强度较低，经常用于使用温度低于120℃的承力结构件。7000系铝合金的加工性能优异、耐蚀性和高韧性使其成为航空航天的主要结构材料。国际上早在19世纪20年代就认识到了铝合金中加入Mg、Zn后共同热处理具有强化效果，但是出现较严重的应力腐蚀开裂问题，可通过添加微量的铬（Cr）、锰（Mn）、钼（Mo）改善应力腐蚀开裂的问题，并实现在舰载战斗机上的大量应用。尤其在1943年美国开发的7075合金首次应用到B-29型轰炸机上，给飞机结构和性能带来了革命性的变化，随后7000系铝合金如雨后春笋一样被各国效仿及开发，被大量应用于高端制造产品中。20世纪60年代美国在7075铝合金的基础上进行改良，开发出了更强、更韧更抗应力腐蚀的7050合金，主要用到F-18的抗压结构件中，随后又开发出了7150合金，用于制造波音757/767及空客A301等民用大飞机的上翼结构。20世纪80年代，美国等在7150基础上成功研制7055合金，强度比7150高约10%，具有较高的综合性能，用于波音777客机的上翼蒙皮、机翼桁条。
