Τα σύνθετα υλικά κατασκευάζονται από δύο ή περισσότερα βασικά υλικά που αναμειγνύονται μεταξύ τους. Τα υλικά μπορεί να είναι φυσικά ή μη και διατηρούν τις ξεχωριστές τους ιδιότητες όταν αναμιγνύονται μεταξύ τους. Ωστόσο, το σύνθετο υλικό ως σύνολο μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά από οποιοδήποτε από τα μέρη του. Για παράδειγμα, το οπλισμένο σκυρόδεμα (από σκυρόδεμα και χάλυβα) έχει αντοχή στην πίεση και στις δυνάμεις κάμψης. Το αλεξίσφαιρο γυαλί (κατασκευασμένο από γυαλί και πλαστικό) είναι πιο ανθεκτικό στις κρούσεις από ό,τι το γυαλί ή το πλαστικό από μόνα τους.
Το ίδιο το σκυρόδεμα είναι ένα σύνθετο υλικό, ένα από τα παλαιότερα σύνθετα υλικά που χρησιμοποιούνται περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο τεχνητό υλικό στον κόσμο.
Το ξύλο είναι ένα φυσικό σύνθετο υλικό από ίνες κυτταρίνης σε μια μήτρα λιγνίνης. Τα πρώτα σύνθετα υλικά που κατασκευάστηκαν από τον άνθρωπο ήταν το άχυρο και η λάσπη που συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν τούβλα για την οικοδόμηση κτιρίων. Αυτή η αρχαία διαδικασία παρασκευής τούβλων τεκμηριώθηκε από αιγυπτιακές τοιχογραφίες.
Τα πολυμερή ενισχυμένα με ίνες χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα, όπως και το πλαστικό ενισχυμένο με γυαλί.
