第二類為熱塑性樹脂基復合材料，顧名思義其基體為熱塑性樹脂，這種材料是將熱塑性樹脂與一些其他功能材料助劑進行混合加工從而得到的復合材料。熱塑性樹脂基復合材料的優點為比強度高，其密度小抗壓性卻很強。性能自由選擇性大，通過選擇不同的原材料以及搭配比例可以自由改變其物理性能、力學性能、化學性能。熱塑性樹脂基復合材料的定義為以熱塑性樹脂為基體的復合材料。一般沖擊韌性好，復合工藝難。但它具有良好的可循環性、可回收、可重復利用和不污染環境的特性適應了當今材料環保的發展方向。

熱塑性樹脂基復合材料和熱塑性樹脂基復合材料根據添加的纖維又可分為碳纖維復合材料、玻纖復合材料。常用的熱塑性樹脂有聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和聚砜等。主要的增強纖維是短玻璃纖維、碳纖維、織物纖維及其他充填物。

陶瓷基復合材料以優異的耐高溫和耐磨損性能取勝于其他復合材料，為航天航空事業做出了重大貢獻。人造地球衛星、載人宇宙飛船等的發射成功，就離不開被稱為“燒蝕材料”的陶瓷基復合材料，它可以在1200℃至1900℃的條件下使用。所以即使當宇宙飛行器從外層空間返回地球，和大氣層產生劇烈摩擦，放出驚人熱量的時候，“燒蝕材料”也能保護飛行器本體。