用于复合材料夹层结构的夹芯材料主要有：硬质泡沫、PMI泡沫、蜂窝和轻木三类。硬质泡沫主要有聚氯乙烯、聚氨酯、聚醚酰亚胺和丙烯腈一苯乙烯、聚甲基丙烯酰亚胺、发泡聚酯等。蜂窝夹芯材料有玻璃布蜂窝、NOMEX蜂窝、棉布蜂窝、铝蜂窝等。蜂窝夹层结构的强度高，刚性好，但蜂窝为开孔结构，与上下面板的粘接面积小，粘接效果一般没有泡沫好。

轻木夹芯材料是一种天然产品，市场常见的轻木夹芯主要产自南美洲的种植园，由于气候原因，轻木在当地生长速度特别快，所以比普通木材轻很多，且其纤维具有良好的强度和韧性，特别适合用于复合材料夹层结构。夹芯材料的应用领域广阔，涉及能源、航空航天、船舶、交通运输、建筑等领域。

夹芯材料是风电叶片的关键材料之一，为增加结构刚度，防止局部失稳，提高整个叶片的抗载荷能力，在叶片的前缘、后缘以及剪切肋等部位，一般都会采用夹层结构。用于风电叶片的夹芯材料主要有PMI泡沫 、Balsa轻木和PET泡沫。

典型的设计方案是，把强度较高的Balsa轻木（密度为150 kg/m3）用于承受载荷较大的靠近叶根的部位，交联PVC泡沫（密度为60 kg/m3）用于承载较小的靠近叶尖的部位，从叶根向叶尖方向，夹芯材料的厚度逐渐减小。也有叶片厂家只使用Balsa轻木或泡沫。对于面板，主要考虑的是材料的强度和刚度，但是对于芯材，主要目的是为了减轻重量。

在飞机结构中，芯材通常使用铝蜂窝、泡沫或NOMEX®蜂窝。铝蜂窝或NOMEX®蜂窝，具有压缩模量高，重量轻的优点，是航空领域广泛使用夹芯材料，通常与碳/玻璃纤维预浸料一起使用。这里主要讨论泡沫芯材夹层结构的无损检测。在复合材料领域，泡沫芯材夹层结构常用在机翼前缘和方向舵，起落架舱门，翼身/翼尖整流罩等。