Os elementos estruturais de uma aeronave são concebidos para suportar uma carga ou resistir a uma tensão. Na conceção de uma aeronave, cada centímetro quadrado da asa e da fuselagem, cada nervura, cada longarina e mesmo cada acessório metálico deve ser considerado em função das características físicas do material de que é feito. Cada parte da aeronave deve ser planeada para suportar a carga que lhe será imposta. Abaixo o Cessna 172..
As asas de um avião podem ser fixadas à fuselagem na parte superior, no meio da fuselagem ou na parte inferior. Podem estender-se perpendicularmente ao plano horizontal da fuselagem ou podem formar um ângulo para cima ou para baixo. Este ângulo é conhecido como diedro da asa.
As nervuras de contraplacado ou de ripas de madeira que dão o perfil à asa são apoiadas nas longarinas. Os arames (corda de piano) eram esticados na diagonal para aumentar a rigidez. O conjunto era coberto com um pano de linho ou de algodão e depois revestido.
As nervuras da asa são normalmente feitas de abeto. Os três tipos mais comuns de nervuras de madeira são as de contraplacado, as de contraplacado aligeirado e as de treliça.
Na maioria dos aviões, a asa é composta por duas partes, uma esquerda e outra direita. Cada parte é fixada à fuselagem por um ou mais elementos de fixação. Uma caixa é a parte compreendida entre duas nervuras, a alma da longarina e a superfície superior/inboard. Este tipo de estrutura aumenta a rigidez da asa e resiste à torção e à flexão sem aumentar o peso. É frequentemente utilizada como depósito de combustível.
A fuselagem constitui o corpo principal da aeronave, ao qual estão fixadas as asas, a cauda, a barbatana vertical e o motor (no caso de um avião monomotor). Em alguns modelos de aeronaves, os motores e o trem de aterragem estão também diretamente ligados à estrutura da fuselagem.
A estrutura da fuselagem em treliça é normalmente construída com tubos de aço soldados de forma a que todos os membros da treliça possam suportar cargas de tração e compressão.
A construção é efectuada por meio de cascas, conjuntos de estruturas ou divisórias verticais para dar forma à fuselagem. Os elementos estruturais reforçados são posicionados para suportar as cargas concentradas nos pontos de fixação, como as asas, os estabilizadores, etc. O revestimento da fuselagem, ligado às estruturas por colagem, rebitagem ou aparafusamento, deve suportar as cargas primárias e manter a rigidez da fuselagem.
Diferentes partes da mesma fuselagem podem pertencer a ambas as classes, mas a técnica da fuselagem semi-monocoque é o método mais comummente utilizado. Consiste num conjunto de quadros (ou pares) dispostos verticalmente que dão forma à estrutura. Estas estruturas são unidas por longarinas horizontais que suportam a maior parte da carga. As vigas, muito mais finas do que as vigas e que suportam o revestimento, participam com os pórticos na rigidez do conjunto.
As superfícies estabilizadoras da maioria das aeronaves estão localizadas na cauda e são conhecidas como empenagem. São normalmente constituídas pelas superfícies horizontais do estabilizador (plano de cauda) e do elevador, para estabilidade e controlo longitudinal, e pelas superfícies verticais da barbatana e do leme, para estabilidade e controlo direcional.