Fin dal momento della sua creazione, l'automobile è stata oggetto di numerose innovazioni da ogni punto di vista. Tra i principali obiettivi dei costruttori si collocano infatti da sempre il miglioramento delle prestazioni e l'aumento della sicurezza, e tali obiettivi sono stati spesso inseguiti attraverso l'introduzione di materiali innovativi. Oltre all'acciaio, il materiale più utilizzato in assoluto, la produzione mondiale di autoveicoli è ricorsa all’uso di altri elementi, dall'alluminio al carbonio, dalla plastica al legno, ma anche materiali alternativi.

Una vera e propria rivoluzione, dunque, che ha cambiato per sempre l’industria, anche allargando lo sguardo al di là del comparto automotive. Considerando infatti che le automobili rappresentano da sempre uno dei beni di consumo di maggior diffusione, a tutte le latitudini, le innovazioni introdotte a livello nel corso degli anni di ingegneria dei materiali, specie quando riciclabili, hanno infatti creato grandi opportunità per il settore dello smaltimento e del recupero dei rifiuti. A sua volta, ciò ha significato un rinnovato impulso per il settore della vendita di auto usate, giacché veicoli che avevano perso quasi completamente valore dal punto di vista della loro funzionalità, continuavano a mantenerlo, almeno in parte, nell’ottica di un possibile riuso delle proprie parti ancora servibili.

Una delle tappe centrali nell’affermazione dei materiali alternativi per la costruzione di automobili è sicuramente stata l’introduzione dell’alluminio, portato al successo dalla Lotus per realizzare la fortunata Elise, ancora oggi in commercio dopo vent'anni dall'uscita della prima serie. L'alluminio consentì all'accattivante spider inglese di risparmiare fortemente sul peso e di raggiungere prestazioni di ottimo livello pur non disponendo di un motore particolarmente potente. Un materiale estremamente comune in un'automobile è la plastica, largamente impiegata a partire dagli anni Settanta per la realizzazione degli interni.

Successivamente molte vetture sono state dotate di parti in plastica anche per quanto riguarda gli esterni: dapprima paraurti e specchietti, fino ad arrivare ai fari e persino alla carrozzeria. Tra le più conosciute automobili che utilizzano materiali plastici per gli esterni vi è la Smart che, a parte il telaio, fa ampio ricorso al PVC per fabbricare sportelli, paraurti, parafanghi e cofani, i quali risultano resistenti e sicuri. La fibra di carbonio rappresenta il miglior materiale in assoluto per la realizzazione degli interni e degli esterni delle automobili, poiché abbina resistenza, leggerezza e ridotte emissioni di CO2. L'unico limite è costituito dall'elevato costo, che ne rende possibile l'impiego esclusivamente nelle "supercar".

Nel corso dei decenni, però, altri materiali rivoluzionari sono stati adottati da alcuni modelli, molti dei quali mai commercializzati. Nel 1924 fu lanciata la prima automobile in legno, la Hispano-Suiza H6 Tulipwood, appariscente torpedo basata fondamentalmente su legno di magnolia. Nel 2015 il legno tornò di moda grazie alla Toyota, che presentò la Setsuna, auto che ricorreva al cedro giapponese per fabbricare la carrozzeria e alla betulla per costruire il telaio. Nei primi anni Quaranta la Ford presentò la Soybean Car, letteralmente "l'auto di soia": l'alimento, infatti, insieme a una miscela di grano, di canapa e di formaldeide, fu utilizzato per costruire la carrozzeria della vettura statunitense. L'auto non entrò mai in commercio, anche a causa dei problemi economici provocati dalla Seconda Guerra Mondiale. Nel 2009 la BMW progettò la Gina, ovvero una spider dalle forme futuristiche composta da uno speciale materiale elastico idrorepellente, in grado di cambiare repentinamente la forma della carrozzeria in base alle esigenze di guida.