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  鋁合金被廣泛應用在工程結構上。合金系統由數字系統分類(ANSI),或由名稱表示主要的組成合金(DIN及ISO)。為一種指定的應用選擇正確的合金需要考慮材料的強度、延性、成形性、焊接性、抗腐蝕性等等。簡短的歷史概述合金和製造技術,請參照。由於它的高強度和較低重量比率,鋁被廣泛使用在現代航空器裡。

  鋁使用不當,可能會導致些問題。尤其是在對比鐵或鋼後,覺得鋁有“更好的表現”的那些直覺行事的設計師,機械師,或技術員。跟鐵或鋼相比,相同大小的鋁重量只有鐵或鋼的三分之一,似乎有著巨大的吸引力。但必須注意到,剛性同時也減少了三分之二。因此,直接更換一個鐵或鋼鐵的零件,並施加可接受的力量,雖然不會造成破壞,但是鋁的彈性會造成零件三倍以上的撓度。  即使材料不會破壞,過度的彈性亦不可取。尤其在要求精度或者有效率傳輸的地方。隨意地將鋼管更換為同樣大小的鋁管將造成一定程度彎曲。例如,用相同的尺寸的鋁管取代鋼管的自行車框架,增加彈性的操作下,負荷所造成的不同心度將會吸收執行的力量。若增加管壁的厚度來補強,則造成重量增加並喪失了彈性與重量比的優勢。  就這情況而言,最好重新設計鋁尺寸的部分,以適應其特點。例如,使自行車的框架鋁管具有超大直徑,而不是厚的管壁。這樣增加了強度,重量也沒有增加很多。這樣處理的極限在於對挫曲的敏感性增加。  最新型的雪佛蘭科爾維特Corvette汽車,是一個很好的例子,重新設計後的部分利用了鋁的優勢。使用了由鋁製造的底盤和懸掛系統零件,消除不必要的金屬後不但減輕也減少了截面積,這些車有大的尺寸和良好的剛度。因此,在同樣或更激烈的使用情況下不需要跟鋼製的零件一樣頻繁更換,大部分人對此覺得有吸引力。同樣地,鋁自行車框架可以改良設計,以便提供剛性和一些額外的靈活性,後者的功用可以當作另一種避震器。  鋁合金的強度和耐久性差別很大,不僅組成合金元素的差別,也由於製造過程的差異。這種可變性加上經驗曲線的使用,使鋁時常獲得了壞名聲。舉例來說,70年代早期許多設計不良的鋁自行車框架高頻率的損壞後,傷害了鋁的聲譽。然而,鋁零件廣泛的使用在航空器和高效能的汽車行業,放大來講是禁得起極微小的失敗率,同時也說明了自行車零元件沒有不可靠的問題。時間和經驗證明了鋁依舊是可靠的。  同樣地,鋁在汽車應用尤其是在引擎零件上,得益於一段時間內的發展。奧迪工程師,在評論最近由奧迪工廠恢復一臺1930年代汽車聯盟賽車的V12引擎有超過500匹馬力,引擎所使用的鋁合金今天會被使用在像是除草機和傢俱上。在1960年代Corvair鋁製的汽缸蓋和曲軸箱,即使上螺紋被磨平及總體上的失敗仍得到了良好的名聲。這是已往不曾見過的設計。  其中一個重要的結構限制是鋁合金疲勞效能,而鋼具有較高的疲勞極限(理論上可以承受無限多的週期性載荷),鋁的疲勞極限是接近零,也就是說它最終將破壞,甚至非常小的迴圈荷載作用都可以使它破壞,但對於小的應力可以使用非常長的時間。

  通常必須考慮金屬的熱敏感性。事實上鋁對熱感應上相對地複雜,不像鋼將要熔化時發出亮紅色。由於鋁熔化之前沒有跡象顯示,使用噴燈成型時需要一些專門的知識。  鋁過熱的時候受到內部壓力和拉力,這些壓力往往會導致延遲的扭曲。舉例來說,常見的有翹曲或過熱裂開的汽車鋁缸蓋。幾年後,沿著鋁自行車框架焊接逐漸變成趨勢。1970年代黏著劑被用在一些自行車上,不幸的是當鋁管受到輕微腐蝕就會鬆動黏接,終究車架解體。因此,航天工業,完全避免熱進入零件[膠粘劑]間或機械扣件。  過熱的鋁可放心熱處理零件在一爐,並逐步冷卻-有退火的效果。然而這樣做的結果有可能造成扭曲,所以熱處理焊接自行車框架,會導致重要的部分產生不重合。如果不嚴重,冷卻之後有可能可以重合在一起。如果框架設計有相當的剛性,變形將需要很大的力量。  鋁的不耐高溫性不包括使用在火箭上,用於氣體燃燒可達3500 K的燃燒室,在Aagena上,階段引擎部分設計使用了再生鋁冷卻噴嘴,包括關鍵噴喉;實際上鋁極端高導熱性防止了噴喉在巨大的熱流下到達熔點,是一個可靠的輕元件。

  21世紀後奈米技術有所進展,上海交通大學材料科學與工程學院王浩偉教授領銜的科研團隊,突破了奈米陶瓷鋁合金技術,在鋁裡摻陶瓷增強特性的構想長期存在,但技術難關巨大,強度及塑性差等問題無法解決。新技術採用讓陶瓷自己從鋁裡長出來的新構想,團隊最終採用「原位自生技術」,透過熔體控制自生,陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到奈米級,突破了外加陶瓷鋁基複合材料的塑性低、加工難等應用瓶頸。該種材料也可用於3D列印且成品有接近鍛造的性質,航太潛力巨大。  目前天宮一號、天宮二號和若干衛星已經應用奈米陶瓷鋁合金零件。

  1960年代跟鋁的高導電性和比銅低的價格,在美國的家庭配線使用了鋁,即使許多裝置的設計不是能使用鋁導線的。新的用途帶了一些問題:  這些過熱和過鬆的聯接,反而導致了一些火災。建造者對導線的選用開始變的謹慎,在新建築上許多法令禁止了它的用途。但較新的裝置,最終改善了連線設計,以避免鬆動和過熱。一開始的標示為"Al/Cu",現在則是印著"CO/ALR"。另一種阻止發熱的方法,捲曲鋁線與銅線編成短辮,利用高壓卷曲並利用工具減少鋁的熱膨脹。現在,新的合金、設計和方法用在鋁導線和鋁端子的結合。

  鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。  變形鋁合金牌號使用四位數字表示,其中包含了合金成分所佔的比例。破折號後的4位數號碼代表熱處理的型別,例如“6061-T6”。鑄造用鋁合金使用4至5位數號碼與一個小數點。在百位數的數字代表合金元素,小數點用來辨認是鑄件或是鋁錠。

  國際合金命名系統(International Alloy Designation System)被廣泛接受命名鍛造合金。每個合金是由於四位數號碼,其中第一位數為主要合金元素。

  (重量百分比) “其他”限制適用於所有的元素,無論是表格中有或沒有。

  美國鋁業協會(Aluminium Association,AA)採取與鍛造用合金相似的命名原則。英國標準(British Standard,BS)、德國標準(Deutsches Institut für Normung,DIN)使用了不同的名稱。  在美國鋁業協會(AA)系統,第二、第三位數代表了最小含鋁量,例如150.x代表最少含99.50%鋁。該數字小數點後值為0或1,指的鑄件和鑄錠分別。美國鋁業協會系統下的主要鑄造用鋁合金列表如下:

  

  這些鋁合金,被用在飛機及其他航空器結構有悠久的歷史。

  這些都是目前生產的,但較少廣泛使用,應用在航太上的鋁合金。

  這些合金常被用在造船,海運業及鹽水成分較高的地方使用。

  這些合金大量應用於易拉罐,包括啤酒、汽水飲料、食品等易拉罐包裝。

  這些合金大量應用於建築幕牆裝飾中
鋁合金通常使用銅、鋅、錳、矽、鎂等合金元素,20世紀初由德國人阿爾弗雷德·威爾姆發明,對飛機發展幫助極大,第一次大戰後德國鋁合金成分被列為國家機密。跟普通的碳鋼相比有更輕及耐腐蝕的效能,但抗腐蝕性不如純鋁。在乾淨、乾燥的環境下鋁合金的表面會形成保護的氧化層。造成電偶腐蝕加速的情況有:鋁合金與不鏽鋼接觸的情況、其他金屬的腐蝕電位比鋁合金低或是在潮溼的環境下。如果鋁和不鏽鋼要一同使用必須在有water-containing systems或是戶外安裝兩金屬間電子或電解質隔離。