用于復合材料夾層結構的夾芯材料主要有：硬質泡沫、PMI泡沫、蜂窩和輕木三類。硬質泡沫主要有聚氯乙烯、聚氨酯、聚醚酰亞胺和丙烯腈一苯乙烯、聚甲基丙烯酰亞胺、發泡聚酯等。蜂窩夾芯材料有玻璃布蜂窩、NOMEX蜂窩、棉布蜂窩、鋁蜂窩等。

蜂窩夾層結構的強度高，剛性好，但蜂窩為開孔結構，與上下面板的粘接面積小，粘接效果一般沒有泡沫好。輕木夾芯材料是一種天然產品，市場常見的輕木夾芯主要產自南美洲的種植園，由于氣候原因，輕木在當地生長速度特別快，所以比普通木材輕很多，且其纖維具有良好的強度和韌性，特別適合用于復合材料夾層結構。

夾芯材料是風電葉片的關鍵材料之一，為增加結構剛度，防止局部失穩，提高整個葉片的抗載荷能力，在葉片的前緣、后緣以及剪切肋等部位，一般都會采用PMI泡沫夾層結構。PMI泡沫在進行適當的高溫處理后，能承受高溫的復合材料固化工藝要求，這樣使得PMI泡沫在航空領域得到了廣泛的應用。

中等密度的PMI泡沫具有很好的壓縮蠕變性能，可以在120oC -180oC溫度、0.3-0.5MPa的壓力下熱壓罐固化。PMI泡沫能滿足通常的預浸料固化工藝的蠕變性能要求，可以實現夾層結構的共固化。

為了避免在共固化過程中，蜂窩發生芯材壓潰或側移，通常固化壓力為0.28-0.35 MPa，而不是通常層壓板的0.69MPa。這樣會導致復合材料面板的孔隙率偏高。另外因為蜂窩結構的孔隙直徑較大，只在蜂窩壁位置才對蒙皮有所支撐，這樣會導致PMI泡沫纖維產生彎曲，導致復合材料蒙皮層板的強度降低。