隨著空氣汙染問題日益惡化、資源日益減少以及汽車的快速發展，各國均要求汽車製造企業降低產品能耗、減少汙染、提高燃料的經濟性，達到以上目的，汽車輕量化勢在必行。而要減輕車重，可通過改進汽車結構或採用輕量化材料來實現。前者已無太大潛力可挖，因而汽車行業普遍注重開發輕量化材料來解決這一難題。例如採用鋁合金和碳纖維複合材料。
鋁合金的密度低，強度比較高，接近甚至超過鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電、導熱性，工業上廣泛使用，使用量僅次於鋼。一些鋁合金可以通過熱處理來獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能。現今已經形成AI—Cu—Mg系（含少量Mn），Al一Cu—Mg—Zn系，Al—Zn—Mg—Si系等合金。
這些年，鋁合金的應用逐漸變得廣泛。例如，奧迪A8曾經使用過全鋁車身。鋁合金也被用於製造發動機的缸體、缸蓋、進氣歧管、軸承座、離合器殼、活塞、汽車輪轂、車身、熱交換器等。鋁合金的優點有如下幾條：
1.減重和節能效果明顯。鋁的力學性能好，其密度只有鋼鐵的1/3，具有良好的導熱性，僅次於銅，機械加工性能比鐵高4.5 倍，且其表面自然形成的氧化膜氧化鋁具有良好的耐蝕性，不像鋼鐵，易腐蝕生鏽，因此鋁成為實現汽車輕量化最理想的首選材料。
2.乘客的舒適性和安全性獲得提高。雖然要達到輕量化的目的，但是也需要在保證乘客安全和舒適的大前提下。鋁合金汽車是在不降低汽車容量的情況下，減輕汽車自重，使得車身重心減低，從而汽車行駛更穩定、舒適，奧迪A8曾經以此作為自己宣傳片的賣點。
由於鋁材的吸能性好，在碰撞安全性方面有明顯的優勢，汽車前部的變形區在碰撞時會產生皺褶，可吸收大量的衝擊力，從而保護了後面的駕駛員和乘客。3.鋁易於回收。由於表面氧化鋁薄膜的保護，鋁製品在使用過程中幾乎不發生腐蝕或僅發生輕微的腐蝕，工業上使用的常規材料中，鋁的回收價值率是最高的。
在汽車的組成部分中，鋁合金髮揮了其獨特優勢。
當用於製造汽車輪轂時，其優點體現在以下方面：1、省油。鋁的密度僅為2.7kg/m，平均每個鋁合金輪轂比相同尺寸的鋼輪轂輕2kg。雖然鋁合金成本較高，但是美國汽車工程師學會發表的研究報告指出，每輛汽車跑到2萬km時，其所節省的燃料費足以抵回成本。2.散熱好。鋁合金的熱傳導係數為鋼的3倍。散熱效果好，長途高速行駛之時，能使輪胎保持在適當的溫度，使剎車鼓及輪胎不易老化，增加壽命，降低爆胎的機會。3.真圓度好。精度高達0.05mm，運轉平衡性能佳，有利於消除一般車身超長及方向盤抖動現象。4.美觀。一般鋼輪轂因生產所限，形式單調呆板，缺乏變化；鋁合金輪轂則有各式各樣的設計，加上光澤、顏色效果好，從而提高了汽車的價值與美感。
但在用在輪轂上時，相對鋼材而言，也有明顯的缺點。輪轂破碎導致事故的全都是鋁輪轂。路面上的碎石容易將鋼輪轂硌傷，如果是明顯的痕跡還容易被人發現，及時更換；但有些被硌傷有裂但看肉眼不見，再去跑高速車輪離心力大，就可能輪轂破碎，車毀人亡。而鋁合金輪轂的五個螺絲若有沒擰緊的，導致受力不均衡。
輪轂中心位置就可能產生裂痕，繼而上高速就可能破碎。鋁材硬度低韌性差，做輪轂遠不如鋼材，鋼材強度大韌性好。許多德系車輛仍使用鋼輪轂。美國警車因為需要追擊違章車輛，需要衝撞，規定警車只允許用鋼輪轂。大貨車和越野車用的都是鋼輪轂，因為鋼輪轂才耐用。
汽車工業的精髓在於汽車車身的製作。當用製造車身時，諸如車門，行李箱，車身面板，發動機罩等，都可以用防鏽鋁或硬鋁來製造生產。主要的好處體現在以下方面：1.優秀的輕量化效果。鋼的密度是7.8，而鋁的密度是2.7，傳統汽車中車身約佔整車重量的30-40%，用高強度鋼替代普通鋼材能減重約11%，而如果採用鋁合金能減重約40%。鋁合金在一輛整車中能夠使用超過500kg，帶來的效果是整車重量能降低40%左右。
比如：曾經的奧迪全鋁A8，質量1.7噸，雖然是D級車，卻和A級車大眾高爾夫的質量相近。2012年發布的第四代路虎攬勝是攬勝系列車型首次引入全鋁車身概念，這一代攬勝比第三代車型輕了39%，成功減重350kg。從車上一下減掉了五個成年男性的重量，全鋁車身輕量化好處是不言而喻的，從動力表現、燃油經濟性到操控性能都會有很大提升。
2.超強的抗腐蝕性能。鋁本身並不穩定，很容易氧化。不過鋁氧化會在表面形成一層緻密的氧化層，並且與基體牢固結合，穩定性很高能對鋁基體形成嚴密的保護。並且在溼潤大氣環境下，這個保護層能夠增厚。3. 更好的可塑性。鋁合金能塑造極美的車身曲面，比如捷豹C-Type、D-Type、以及「最美汽車」E-Type的鋁製車體，極富美感，在當時的技術來說，鋼材是極難做出來的。
但是全鋁車身也有其不可忽視的缺點：1.工藝複雜，成本高。鋁板的衝壓回彈非常嚴重，對於模具設計來說難度比較大，成本高；2.鋁板衝壓過程中容易形成粉塵，需要專門的設備把鋁粉塵抽吸收集起來，否則會造成粉塵爆炸事故，威脅員工生命；3.鋁衝壓件連接難度大。需要雷射焊接設備或者是專門的鉚接設備，相比之下鋼板的焊接就容易得多；4.鋁材強度比鋼材低很多，在一些極端碰撞的條件下並不能保證安全；5.鋁合金件維修成本高，維修難度大。需要專門的設備才能維修，價格非常昂貴。真正的豪華品牌都開始採用鋼鋁複合車身結構了，希望達到一個安全和輕量化的平衡。例如，2018款奧迪A8放棄了原先設計，由全鋁車身變為鋼鋁混合（鋁58%，），搭配了鎂合金和碳纖維增強複合材料，車身雖然增重54 kg，但剛度大大提高，成本相對之前也減低很多。
鋁合金也已經成為了汽車熱交換器的首選材料。汽車的熱交換器主要用於降低發動機的溫度和調節車內的溫度，它包括散熱器、內冷卻器、油冷卻器、加熱器芯部和空調冷凝器、蒸發器等。美國於1967年發明了無釺劑釺焊技術解決了鋁的釺焊難題。使得鋁可以廣泛用於該零件中。鋁製散熱器比銅製散熱器質量輕很多，耐腐蝕性也更強。
價格上相比，二者的加工費用大致相同，但鋁合金的原材料價格卻比銅要便宜得多。熱交換器上，一般外層使用鋁矽合金做釺料，內層使用鋁鋅合金防腐[1]。但是鋁合金的散熱器也會發生腐蝕穿孔的情況，將散熱管切開，可觀察到散熱管內部分布腐蝕點，這是典型的點腐蝕。利用能量色譜儀對腐蝕產物進行研究，可在散熱管內表面檢出氯元素、氧元素（腐蝕過程的氧化劑）、鈣元素（來自於冷凝水）。
如今，乘用車底盤也廣泛採用了鋁合金。汽車生產中，如果能夠提高簧上質量/簧下質量的比值，可以使汽車乘坐更加舒適。在不增重簧上質量的前提下，儘可能地去減小簧下質量成為了必由之路。鋁合金的運用因此而生。尤其是在一些高檔車底盤件中，鋁合金應用達到鋁了登峰造極的地步。用鋁合金去替代傳統的材料，其最最直接的動機就是降低車輛的簧下質量，提高其舒適性。
例如，雷克薩斯GS採用鋁合金製造了底盤，在經過顛簸的路段時，其表現十分優異。保時捷Macan簧下質量全部採用鋁合金材料，懸掛對於地面震動的過濾非常細緻，舒適性很不錯。並且，在2018年汽車工業首次遭遇寒冬時，鋁合金底盤零部件逆市同比大增42%，並且鋁合金在底盤上零部件的應用滲透率也在逐步加深。在未來，隨著新能源汽車續航裡程的硬傷存在，鋁合金在底盤上的應用也必定會快速加深。
防撞梁作為汽車前後重要的保護裝置，在汽車發生低速碰撞時，防撞梁可以及時將碰撞能量傳遞至左右吸能盒等部件，充分吸收能量，起到保護車輛和乘客的作用。傳統的防撞梁往往採用高強板衝焊而成，工藝複雜，質量較重。若採用鋁合金防撞梁，可以有效實現40%左右的減重率，實現車身系統的輕量化設計。江淮汽車一款7座MPV曾採取該鋁合金防撞梁設計，在經過試驗後，縱向碰撞和角碰也都達到了要求，並且相對於傳統的鋼製件性能更優。
在製造汽車發動機時，鋁合金也得以應用。全鋁發動機相比於鑄鐵發動機，首先，它的質量可以見減少10-20kg左右，並且鋁製材料和鐵製材料相比，同等強度的設計，鋁製發動機的體積更小，也更加有利於發動機艙的布局。同時，鋁的抗爆性更強，整體散熱性好。這就意味著機油升溫快，發動機可以更快地進入工作狀態，對於缸體的磨損消耗也會減少。
同時，基於其良好的抗爆性，汽車可以選用更低標號的燃油，為車主節省開支。但鋁製發動機也有其缺點：抗高溫性能差，不能適應長時間的高強度工作。但該問題在一般的民用車上體現較少，只在超跑上較為明顯。為解決該問題，不少工程師選擇在內部鍍一層鐵膜，這就可以大大提高鋁製發動機的工作極限溫度，但目前只是應用在高端車輛上，技術成本較高，只能希望將來技術的突破與普及。
為了響應國家的節能減排政策，整車尤其是新能源汽車的輕量化勢在必行。國外不少汽車行業已經成熟運用鋁合金材料，國內汽車行業也開啟了鋁合金材料的應用技術研究工作，並且部分自主品牌(長城、吉利)將在下一代車型中應用鋁合金材料，國內的鋁板廠家也在積極開發汽車用鋁板，助力鋁合金材料的汽車運用。