Okvir zrakoplova odnosi se na mehaničku strukturu zrakoplova. Općenito, i unutarnja noseća konstrukcija kao i vanjska obloga uključeni su u oznaku okvira zrakoplova. Radeći zajedno, vanjske i unutarnje komponente okvira zrakoplova održavaju strukturni integritet i snagu zrakoplova. Znanost je imala velike koristi u razumijevanju metalurgije, stresa i umora pri ispitivanju konstrukcije i kvarova letjelice. Od drvene do aluminijske i čelične konstrukcije, tehnologija okvira zrakoplova je narasla i uključila kompozitne materijale iz svemirskog doba u proizvodnju modernih dizajna zrakoplova.
Jedan od najtežih čimbenika s kojima su se susreli prvi dizajneri zrakoplova bio je projektiranje okvira zrakoplova koji bi preživio naprezanja polijetanja i slijetanja, a pritom ostao dovoljno lagan da omogući let. Izumitelji Orville i Wilbur Wright riješili su problem dizajnirajući okvir zrakoplova izrađen od drva i žice. Njihov je stroj prvi put doletio u Kitty Hawk, Sjeverna Karolina, u Sjedinjenim Državama. Iako let nije bio ni približno dug kao većina modernih uzletno-sletnih staza, zauvijek je promijenio zrakoplovstvo.
Najdramatičnije promjene u dizajnu zrakoplova dogodile su se zbog rata. Zrakoplovi korišteni u Prvom svjetskom ratu bili su tipično drveni okviri prekriveni platnom. Zrakoplov se dobro pokazao; trupovi, međutim, nisu pružali nikakvu zaštitu od metaka za pilote. Mnogi piloti su čak poginuli od zemaljske vatre dok su letjeli iznad bojišta.
Drugi svjetski rat donio je nove legure u proizvodnu kombinaciju, a proizvođači su izradili okvire i obloge za zrakoplove od aluminija. Novi materijal bio je lagan i pružao je dodatnu zaštitu pilotima. Teške čelične ploče bile su smještene u kokpitu za dodatnu zaštitu od metaka. Neki od najvažnijih dizajna tog doba i dalje lete nakon više od 60 godina nakon rata. To je zaslužno za dizajn i proizvodnu praksu tog vremena. Primjeri američkih borbenih aviona poput P51 Mustanga kao i njemačkog ME109 i japanskog Zeroa mogu se vidjeti na aeromitingima diljem svijeta.
Kako je dizajn zrakoplova krenuo u doba mlažnjaka, tehnologija konstrukcije zrakoplova bila je prisiljena ponovno se razvijati. Naprezanja i naprezanja snažnih mlaznih motora zahtijevali su da se u proizvodnji zrakoplova koriste jači, ali lakši materijali. Egzotični i svemirski kompozitni materijali ubrzo su napravili konstrukciju i unutarnjeg okvira zrakoplova i vanjskog pokrova letjelice. Dizajneri zrakoplova počeli su koristiti karoserijske ploče koje su činile okvir zrakoplova. Materijali otporni na metke kao i materijali koji apsorbiraju radar sada čine okvir i pokrivanje vojnih zrakoplova diljem svijeta.