所謂的輕量化并不是為了減少車重而“不擇手段”，它的意義是在保障乘員安全、不改變車身剛度、強度的前提下，盡可能減少車重，而我們常見的合金材料的使用就是很好的例子。
其中鋁合金是現階段應用最廣、最為常見的汽車輕量化材料，曾有研究表明鋁合金在整車中最多可以使用540kg，這樣的情況下汽車將減重40%，奧迪、豐田等的全鋁車身就是很好的例子。
鋁合金是僅次于鋼材的汽車用金屬材料，以加工形式分為壓鑄、擠壓和壓延三種形態，其中壓鑄件在汽車領域的用量占比最高，達到80%左右，擠壓件和壓延件在汽車上的應用占比各約10%左右。
如奧迪:1982年，奧迪就開始“高度鋁制轎車”項目，開始研發鋁制車身。該項目當時由奧迪輕量化設計中心主任Heinrich Timm主導，并得到了當時大眾集團主席皮耶希的支持。
兩年之后，1985年漢諾威交易會上，奧迪首次展示了鋁制外殼車身的奧迪100，兩名女子不需要任何幫助就可以輕松舉起整個車身。
隨后在1987年，奧迪將全鋁車身技術應用到奧迪V8車型上，1988年奧迪對該車型進行了量產，奧迪V8也就成為了奧迪首款應用全鋁車身技術的量產車型。
第一代奧迪A8的推出也意味著奧迪ASF全鋁車身技術逐漸成熟。目前，奧迪A8和奧迪R8代表著最純粹的ASF車身技術，這兩款車鋁合金材料占比都在58%以上。奧迪TT、奧迪A7
和A4等車型則緊隨其后，未來隨著成本降低，該技術將逐漸覆蓋奧迪大部分車型。
在汽車中，目前也出現了一些新型鋁合金材料，如泡沫鋁合金、快速凝固鋁合金、鋁基復合材料等。這些鋁合金材料主要使用是在車身和底盤系統中。一臺鋁合金車身的皮卡車型，可以實現40%左右的減重。
泡沫鋁在汽車制造中的應用多為泡沫鋁夾層結構。泡沫鋁夾層結構包括泡沫鋁異型件、泡沫鋁夾層板和泡沫鋁充填結構等。泡沫鋁夾層結構的芯層為泡沫鋁,內外包覆層為鋁板或其他金屬薄板。對于泡沫鋁夾層結構設計的優化涉及兩個主要因素:包覆層的厚度和泡沫鋁芯材的合適密度。
泡沫鋁材被認為是一種大有前途的未來汽車與其他交通運輸工具的良好材料。泡沫鋁材在汽車制造中的應用多為三明治式的三夾板，即：其芯層為泡沫鋁或泡沫鋁合金，上下層為鋁板或其他金屬薄板。據測算，汽車車身構件約有20％可用泡沫鋁材制造，一輛中型轎車如采用泡沫鋁材制造某些零件可減重27．2kg左右，既可節約能源又可減輕對環境的污染。采用泡沫鋁材結構，可大大簡化結構系統，零部件數至少可減少1／3。
德國科學家系統研究了泡沫零件的生產，他們用鋁粉和鈦氫化物粉末相混合，再將混合物填放到鋼皮制作的模型中，該模型與汽車部件大小一致，然后把這充滿混合物的模型加熱到鋁的熔點，這時氫氣會從鈦氫化物中逸出，從而使熔化的鋁產生泡沫。當此鋼皮模型完全冷卻之后，便形成固體泡沫鋁。具有整塊結構、重量均勻的泡沫鋁在強度上比鋁更高。鋼皮模型也增強了部件的強度，600～700℃的熔點溫度能使泡沫鋁和鋼皮模型實現可靠粘接。
德國卡曼汽車公司用三明治式復合泡沫鋁材制造的吉雅輕便轎車(Ghiaroadster)的頂蓋板的剛度，比原來的鋼構件大7倍左右，而其質量卻比鋼件輕25％。此外，還有更高的吸收沖擊能與聲能的效果。用三明治式泡沫鋁材制造的某些汽車零件的質量，只有原鋼件質量的1／2，而其剛度卻為鋼件的10倍，保溫絕熱性能比鋁高95％。對頻率大于800Hz的噪聲有很強的消聲能力。泡沫鋁材還是一種熱穩定的不可燃的材料，也是一種抗破壞的耐用材料。并可以完全回收與再收利用。
一旦泡沫鋁材得到國內汽車制造業的認可，它將為大宗的汽車材料，為我國泡沫鋁材市場的開拓和汽車工業的發展創造更加有利的條件
鎂合金也是一種強度較大的合金材料，現階段我們可以在汽車輪轂、離合器等部件上看到它的身影，盡管它比鋁合金更輕，但在汽車上的用量卻很少，從目前來看世界一流的汽車上鎂合金用量也僅為10kg，而自主品牌汽車鎂合金用量則更少，僅為3kg左右。想要大規模的使用鎂合金，我們還需在技術和成本上有所突破。
德國大眾
汽車公司是最早在汽車上大規模應用鎂合金的汽車公司，早在20世紀30年代，大眾汽車就開始使用鎂合金，特別是90年代以來，德國在鎂合金領域一直處于世界領先地位;奔馳汽車公司最早將鎂合金壓力鑄造件應用于汽車座支架，奧迪汽車公司第一個推出鎂合金壓力鑄造儀表板。近年來，帕薩特、奧迪A4和奧迪A6等汽車的齒輪箱殼體使用AZ91D鎂合金，與鋁合金部件相比減重25%。
近年來，鋁合金的研發和應用逐漸增多，但鋼鐵材料仍然占主導地位。其中，高強度鋼成為了頗具競爭力的汽車輕量化材料。
特斯拉 Model 3
在材料上選用鋼鋁結合，放棄了Model S全鋁車身的設計理念，回歸到了鋼鋁混合車身設計?？紤]后碰性能對材料要求相對略低，后部采用鋁材降低車身重量，同等結構下采用鋁材比鋼材減重65.60%，減重效果明顯；車門系統除后行李箱蓋總成外均采用鋁材，而后行李箱蓋鴨尾造型不滿足鋁板沖壓要求是其放棄鋁材的主要因素；車身鋁合金占比下降至21.18%，對比同類車型鋁占比處于中高水平；降低鋁材比重的同時，PHS和UHSS鋼板占比有了較大提升，可達到車身重量的15.23%，同類車型中對比處于中等水平；前端框架采用纖維增強塑料，占比約為0.29%。總的來說Model 3車身的材料應用比例既能起到輕量化的作用又能控制成本，較為合理。
高強度鋼是指冷軋340MPa、熱軋490MPa以上的鋼。鋼的強度越高，減重效果越好。相對于傳統的340MPa的材料，600MPa級的鋼種在理論上的減重潛能大約為20%，800MPa的材料減重潛能會提高至30%以上。目前高強鋼主要應用在汽車安全件、底盤及車身等方面。
如一汽大眾
，
在邁騰車身結構中，74%采用了高強度和超高強度鋼板，其中屈服強度大于1000MPa的輕質熱成型鋼板占整個車身的16%，其拉伸強度超過了航空級別的鈦合金，分布于前地板、車門加強梁以及A柱、B柱等重要部位，在發生撞擊時可有效減少座艙形變。
當然除了合金以外，近些年汽車上也出現了一些新型輕量化材料，碳纖維就是其中之一。碳纖維是由化纖和石油經特殊工藝制成的纖維，除了和一般碳素材料一樣具備耐高溫、耐摩擦、導電、導熱等特性外，它強度更高，質量輕，更耐腐蝕。它的密度不到鋼的1／4，但抗拉強度卻是鋼的7～9 倍，抗拉彈性也高于鋼，在2000℃以上的高溫惰性環境中，是唯一強度不下降的物質。在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。而且它外形柔軟，可加工成各種織物。從使用的角度看，碳纖維不存在腐蝕生銹的問題，比普通金屬耐用。在極端氣候條件下，碳纖維的性質幾乎不發生變化。使用碳纖維制造車身，可以省去高成本、繁瑣的涂裝工藝。難怪有人說，碳纖維幾乎是目前可知的最能讓汽車減重的完美材料。有研究表明，如果用強度可靠的它替代鋼材，那么車身、底盤的質量將下降40%-60%，輕量化效果可見一斑。
如：寶馬i3碳纖維座艙減重50%；
通用
超輕概念車采用碳纖維車身和底盤減重68%；斯巴魯WRX STItS采用CFRP車頂，相比鋼板減重80%
改性塑料，是指在通用塑料和工程塑料的基礎上，經過填充、共混、增強等方法加工改性，提高了阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等方面的性能的塑料制品。目前改性塑料主要應用在外裝飾件、內裝飾件、功能件與結構件。許多汽車零部件如車板門、遮陽板、儀表盤、方向盤、大前燈、發動機蓋板等，均采用改性塑料注塑成形。數據顯示，2019年我國規模以上工業企業改性塑料產量達1955萬噸，中商產業研究院預測2021年我國規模以上工業企業改性塑料將達2193萬噸，2022年產量達2321萬噸。
近些年，隨著可持續發展概念深入人心，汽車設計師們紛紛開始放棄鋼材、石化材料，轉而將目光投向了可再生的植物。植物的質量比起鋼材，顯然要更輕，目前他們除了充當內飾提升質感外，也有了一些更重要的作用。
去年日本的研發人員用木漿制成了一種新型材料，它屬于纖維素納米纖維，與碳纖維性質相當，
構成纖維素纖維的纖維素纖絲是30～40個纖維素分子呈束狀伸展鏈狀結構，寬度約4nm 、超微細、結晶度70% 以上，是人工不能制造的納米級纖維。通常將該纖絲以及幾個至數十個成束狀的纖絲構成的微細纖維稱為CNF。
TEMPO氧化CNF、羧甲基化(CM化)CNF以及干燥的CNF粉末的掃描電鏡圖像。
2)提取自可再生植物資源，可生物降解
自然界中、中的天然纖維都可以成為CNF的來源，但目前使用最多，技術最成熟的原料是木材。
將纖維素納米纖維膜制作的電腦芯片放入木堆，3周后，它在菌類的作用下分解(圖片來源：Jung-Hun Seo，美國威斯康星大學麥迪遜分校)
3)重量只有鋼的1/5,強度卻是其5倍以上：
表1 CNF與常見的材料的性能對比
對比發現，CNF的強度和比模量遠遠高于鋁和不銹鋼，但比重只有鋼的五分之一。與碳纖維和碳納米管相比，剛度接近于碳纖維，但尺寸接近于碳納米管，更像是一種介于二者之間的材料，而成本卻要低出很多。
4)結晶度高，耐熱，具有極地的熱膨脹系數(2.7ppm/k)，可與石英玻璃相媲美。
CNF材料的應用
2015年8月，在日本第四屆塑料展會上，大賽璐塑料(Daicel Polymer)展示了一種100%來源于植物資源的復合材料，這種材料由生物質聚酰PA1010和纖維素纖維混合而成，拉伸強度高于100MPa，彎曲模量高于5GPa，簡支梁沖擊強度大約為44kJ/m2, 而另外一種用30%纖維素纖維增強的PP復合材料，拉伸強度高達120MPa，彎曲模量5.5GPa，簡支梁沖擊強度達到50kJ/m2。所用的纖維是Daicel開發的高強度，高長徑比纖維素纖維。這兩種復合材料可以完全取代汽車結構件中的玻璃纖維增強材料，使汽車更加輕量化。
2016年12月8日至10日，在東京大視野的EcoPro舉行了一場關于纖維素納米纖維技術的貿易展覽。在納米纖維素論壇上展出了基于CNF的汽車零部件、骨假體材料、圓珠筆等。京都大學展示了一個由CNF添加聚酰胺(PA，占比5%)并發泡3倍制成的發動機蓋。蓋子的質量低到約600克，而由玻璃纖維增強的PA(質量百分比:30%)的傳統發動機罩的質量大約是900克。換句話說，CNF的使用減少了大約30%的發動機蓋重量。
公司計劃于2024年將該項新制造技術投入應用，量產CNF復合材料產品并推銷給各大車企，旨在推動該材料在汽車內飾、電子元器件及汽車外板上的應用。若能成功取代玻璃纖維復合材料，該產品的市值將達到4000億日元(約合35億美元)。未來，古河電工可能會進一步推動該材料的應用，用來替代鐵、鋁，涉足車身零部件領域。在實現汽車輕量化的同時，提升其經濟性及環保性。
還有研究表明，添加CNF能增加橡膠的耐久性，顯著降低輪胎的滾動阻力。美國博拉炭黑公司日前與生物科技企業美國過程公司(API)簽訂合作開發協議，進一步研究將炭黑與納米纖維素相并用，以提高輪胎性能及可持續性的技術和商業潛力。博拉炭黑在2017年3月2日的聲明中稱，初步評估表明，兩家公司的產品即“Birla Carbon”牌炭黑和“BioPlus”牌納米纖維素的協同作用可顯著降低輪胎的滾動阻力。此舉是博拉炭黑著力提升低滾動阻力胎面材料技術的可持續發展戰略的一部分。
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