在複合材料中，樹脂的主要功能是在增強纖維之間傳遞應力，並充當將纖維固定在一起的作用，保護纖維免受機械和環境損害。一般用於增強聚合物複合材料的樹脂基體是熱塑性或熱固性的。本文主要簡要介紹幾種常見的熱固性樹脂基體的特性。
大多數複合材料在製造過程中採用了熱固性樹脂，它們通過稱為聚合或交聯的過程從液體轉化為固體。當用於生產成品時，熱固性樹脂會通過使用催化劑、加熱或兩者結合而「固化」。固化後的熱固性樹脂無法轉換回其原始液體形式。常見的熱固性塑料是聚酯、乙烯基酯、環氧樹脂和聚氨酯。
不飽和聚酯樹脂（UPR）是複合材料行業的主力軍，約佔所用樹脂總量的75％。有多種原材料和加工技術可用於在配製或加工的聚酯樹脂所需的性能。聚酯是通用的，因為它們能夠在構建聚合物鏈的過程中進行改性或定製。它們在複合材料工業的所有領域幾乎均有用處。
這些樹脂的主要優點是在性能（包括機械、化學和電）、尺寸穩定性、成本和易於處理或加工之間取得平衡。聚酯生產商可提供具有必要性能的樹脂，以滿足特定最終用戶的需求。
環氧樹脂
環氧樹脂在各種複合材料零件、結構和混凝土修復中都可應用。通過對樹脂的結構進行改進，可以生產出許多具有不同性能水平的產品。環氧樹脂與不飽和聚酯樹脂相比，主要優點是其較低的收縮率。
環氧樹脂也可以用不同的材料配製或與其他環氧樹脂共混以獲得特定的性能特徵。環氧樹脂主要用於製造高性能複合材料，這些複合材料具有出色的機械性能、耐腐蝕性、優異的電性能、高溫下的良好性能、對基材的良好粘合性或這些優點的組合。然而，環氧樹脂不具有特別好的抗紫外線性。
乙烯基酯
乙烯基酯的開發是將環氧樹脂的優點與更好的處理/更快的固化相結合，這是不飽和聚酯樹脂的典型特徵。這些樹脂通過使環氧樹脂與丙烯酸或甲基丙烯酸反應來製備。這提供了不飽和位點，非常類似於使用馬來酸酐時在聚酯樹脂中產生的位點。將所得材料溶解在苯乙烯中以產生類似於聚酯樹脂的液體。
乙烯基酯也可以與聚酯樹脂一起使用的常規有機過氧化物進行固化。乙烯基酯具有機械韌性和出色的耐腐蝕性，無需複雜的加工，處理或特殊的車間加工操作（通常是環氧樹脂）即可獲得這些增強的性能。
酚醛樹脂
酚醛樹脂是一類通常基於苯酚（碳酸）的樹脂。酚醛樹脂通過縮合反應固化生成水，所以應在加工過程中將其除去。著色的應用僅限於紅色、棕色或黑色。
酚醛複合材料具有許多理想的性能，包括耐高溫、耐蠕變性、出色的隔熱和隔音性能、耐腐蝕性以及出色的防火/煙/煙毒性特性。酚醛樹脂被用作工程木材（膠合板）、制動襯片、離合器片、電路板等的粘合劑或基體粘合劑。
聚氨酯
聚氨酯是具有廣泛性能和用途的聚合物家族，所有這些都基於有機多異氰酸酯與多元醇（含有一個以上羥基的醇）的放熱反應。幾種分子量和功能不同的基本成分可用於生產整個聚氨酯材料。
聚氨酯以驚人的多種形式出現。這些材料無處不在，比起其他任何單一聚合物，它們在我們日常生活的各個方面都發揮著重要作用。它們用作塗料、彈性體、泡沫或粘合劑。當用作外部或內部飾面的塗料時，聚氨酯堅韌、柔韌、耐化學腐蝕並能快速固化。聚氨酯作為彈性體在諸如固體輪胎、車輪、保險槓組件或絕緣。
有許多聚氨酯泡沫配方可優化隔熱材料、結構夾芯板和建築構件的密度。聚氨酯通常用於將複合結構粘合在一起。聚氨酯膠粘劑的優點是它們具有良好的抗衝擊性，樹脂可以快速固化，並且可以很好地粘合到各種不同的表面（例如混凝土）上。