第二类为热塑性树脂基复合材料，顾名思义其基体为热塑性树脂，这种材料是将热塑性树脂与一些其他功能材料助剂进行混合加工从而得到的复合材料。热塑性树脂基复合材料的优点为比强度高，其密度小抗压性却很强。性能自由选择性大，通过选择不同的原材料以及搭配比例可以自由改变其物理性能、力学性能、化学性能。热塑性树脂基复合材料的定义为以热塑性树脂为基体的复合材料。一般冲击韧性好，复合工艺难。但它具有良好的可循环性、可回收、可重复利用和不污染环境的特性适应了当今材料环保的发展方向。
热塑性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料根据添加的纤维又可分为碳纤维复合材料、玻纤复合材料。常用的热塑性树脂有聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和聚砜等。主要的增强纤维是短玻璃纤维、碳纤维、织物纤维及其他充填物。
陶瓷基复合材料以优异的耐高温和耐磨损性能取胜于其他复合材料，为航天航空事业做出了重大贡献。人造地球卫星、载人宇宙飞船等的发射成功，就离不开被称为“烧蚀材料”的陶瓷基复合材料，它可以在1200℃至1900℃的条件下使用。所以即使当宇宙飞行器从外层空间返回地球，和大气层产生剧烈摩擦，放出惊人热量的时候，“烧蚀材料”也能保护飞行器本体。