Конструкционные материалы предназначены для изготовления деталей и конструкций машин и сооружений, воспринимающих силовую нагрузку. Определяющими параметрами конструкционных материалов являются механические свойства, что отличает их от других технических материалов — оптических, изоляционных, смазочных, лакокрасочных, декоративных, абразивных и др.
К основным критериям качества конструкционных материалов относятся параметры сопротивления внешним нагрузкам: прочность, вязкость, надежность, ресурс и др. Длительный период в своем развитии общество использовало для своих нужд (орудий труда и охоты, утвари, украшений и др.) ограниченный круг материалов: дерево, камень, волокна растительного и животного происхождения, обожженную глину, стекло, медь, бронзу, железо.
Промышленный переворот XVIII в. и дальнейшее развитие техники, особенно создание паровых машин и появление в конце XIX в. двигателей внутреннего сгорания, электрических машин и автомобилей, усложнили и дифференцировали требования к материалам их деталей, которые стали использоваться при сложных знакопеременных нагрузках, повышенных температурах и др. Основой конструкционных материалов стали металлические сплавы на основе железа (чугуны и стали), меди (бронзы и латуни), свинца и олова.
При конструировании самолетов, когда главным требованием, предъявляемым к конструкционным материалам, стала высокая удельная прочность, широкое распространение получили древесные пластики (фанера), низколегированные стали, алюминиевые и магниевые сплавы. Дальнейшее развитие авиационной техники потребовало создания новых жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основах, сталей, титановых, алюминиевых, магниевых сплавов, пригодных для длительной работы при высоких температурах.
Совершенствование техники на каждом этапе развития предъявляло новые, непрерывно усложнявшиеся требования к материалам, включая температурную стойкость, износостойкость, электрическую проводимость и др. Например, судостроению необходимы стали и сплавы с хорошей свариваемостью и высокой коррозионной стойкостью, а химическому машиностроению — с высокой и длительной стойкостью в агрессивных средах. Развитие атомной энергетики связано с применением конструкционных материалов, обладающих не только достаточной прочностью и высокой коррозионной стойкостью в различных теплоносителях, но и удовлетворяющих новому требованию — малому поперечному сечению захвата нейтронов.