復合材料是由兩種或多種物質組成的東西，有明顯不同的物理和化學特性；復合材料不同於合金或化合物（復合材料裡的成分不會保留他們的原有屬性）。

關於復合材料的最早例子很有可能是埃及的磚塊，它是由稻草和泥土組成，又耐用又便宜。羅馬人發明了混凝土，這是在建築裡使用的另一種復合材料。大約在西元前3400年，美索不達米亞人發明了膠合板，各種木頭的薄片粘在一起以增加強度和持久性。蠻族使用由木頭、骨頭、角和絲綢組成的複合弓來對文明人進行殺戮；14世紀，蒙古複合弓讓他們統治了已知世界的大多數地方。混凝紙漿是膠水和紙的合成物，藝術家和孩子們幾個世紀以來都在使用它。20世紀30年代，發明了玻璃纖維。

現代的復合材料僅僅是在實驗室和專門的工業廠房生產出來的。1961年，人們紡出了碳纖維，幾年之內，可以在市場上買到第一種碳纖維復合材料。20世紀70年代和80年代見證了超高分子復合材料在生產上的突破，這種材料非常堅固且抗腐蝕，很快就被用於飛機、輪船、汽車和很多家用小機械的生產。到了20世紀90年代中期，復合材料的生產在材料製造業中佔據了主要地位。

復合材料的最新進展包括對雜化材料和奈米複合物的研究，以及新型材料在分子尺度上的創建。雜化材料是有機和無機成分的混合；目的是模擬自然過程，這樣做有很多好處：重量、強度、耐久性、環保、甚至是治療。（只需要想象下當汽車可以自我修復時。）對奈米複合物的研究才開始，但前景甚好（至研究人員這樣認為）。