现代复合材料在工程上的应用大约起步于20世纪60年代。当时，纤维增强复合材料在航空工业逐渐得到应用，其后扩大到军工、交通和其他领域。80年代，随着复合材料在旧有结构加固和翻新中的不断应用，纤维复合材料与钢、混凝土的组合结构也大量出现。为了解决复合材料在工程应用中的各种力学问题，复合材料结构力学逐渐发展起来。

复合材料通常分为连续纤维、短纤维和颗粒增强复合材料，作为主要承力构件使用的复合材料结构主要选用连续纤维增强复合材料，特别是连续纤维增强树脂基复合材料。它们一般被制作成一维的梁，二维的板、壳，或三维的块体结构。复合材料结构力学原理上可以归结于各向异性材料的结构力学。尽管各种复合材料在细观结构上是不均匀的，但在宏观上则通过均匀化方法，将复合材料等效为均匀的各向异性连续介质，然后再根据具体的结构形式和受力状态分析复合材料结构的力学行为。复合材料层合结构（包括层合梁、层合板、层合壳等）是工程上常用的结构形式，也是复合材料结构力学的主要研究对象。按照复合材料结构的几何形状和受力状态，一般将问题简化为三维弹性力学问题和二维层合板问题。

基于连续纤维复合材料层合板理论的分析方法是复合材料结构力学的典型方法。经典层合理论基于G.R.基尔霍夫的薄板理论，忽略横向剪力的影响，将各单层板的应力进行积分和叠加，得到层合板的内力和变形之间的关系。层合板变形的显著特点是拉压变形与弯曲（包括扭曲）变形互相耦合，互相影响。考虑横向剪切效应的高阶层合理论，如J.N.雷迪的三阶理论，可以更精确地描述层合板的变形与应力。

基于层合板理论，可以建立层合板弯曲、屈曲和振动的控制方程，通过一些近似解，如双三角级数解等，得到复合材料结构的弯曲、屈曲和振动问题的解，特别关注耦合刚度对于这些宏观结构力学行为的影响。

复合材料结构的强度和破坏行为是工程中经常遇到的重要问题，需要详细的局部应力场的计算和破坏准则。复合材料层合板强度分析的一般过程是：首先利用层合理论计算复合材料结构内各单层的应力分布。然后利用单层板的强度准则判断该单层是否达到破坏条件，如果所有的单层都没有发生破坏，则意味着层合板没有破坏，可以继续加载；如果有一单层发生了破坏，则按照一定比例对该单层的刚度进行折减，使破坏的单层逐步退出承载。经过上述的载荷逐渐增加和计算过程，可以计算出层合板的首层破坏和最终破坏的极限载荷和对应的应力状态。

复合材料结构力学的研究方法主要有理论解析方法、计算力学方法和实验力学方法。理论解析方法主要针对特定结构形式和载荷形式给出位移的基本形式，例如：四边简支矩形板弯曲问题的纳维解，即双三角级数解；对边简支矩形板弯曲的莱维解，即三角级数解等。计算力学方法已经成为分析复合材料结构的主要方法，主要包括有限元法、边界元法等，一些商业通用软件也收录了复合材料结构分析的单元和强度准则，可以计算复合材料结构的变形、应力（包括层间应力）、频率与模态、冲击破坏、疲劳损伤等。实验方法主要针对复合材料梁、板等基本结构形式，测试结构在拉压、剪切或弯曲下的变形、强度以及冲击、疲劳等力学性能，已经制定了多项复合材料力学性能测试的行业标准和国家标准。