Nicht nur die Erzeugung des Rein-Aluminiums und die damit verbundenen Verfahren standen im Interesse der Forscher sondern auch die Werkstoffeigenschaften. Metallkundliche Kenntnisse ermöglichten bereits um 1900 eine gezielte Beeinflussung der Materialeigenschaften. In dieser Zeit entstanden unzählige Aluminiumlegierungen, von denen die meisten allerdings keinerlei technische Bedeutung erlangten.
Eine der ersten erfolgreichen Legierungen war die 1899 von Ludwig Mach als „MAGNALIUM“ bezeichnete Aluminium-Magnesium-Legierung. Machs Versuchen zufolge waren optimale Ergebnisse hinsichtlich der Bearbeitbarkeit, der Steigerung der Härte und Festigkeit sowie einer Beständigkeit gegenüber atmosphärischen Einflüssen bei 10 –15% Magnesiumanteil zu verzeichnen. Die Herstellung des Magnaliums übernahm die Deutsche Magnalium-Gesellschaft m.b.H. in Berlin.
Eine weitere Legierung gelangte unter der Bezeichnung „ZIMALIUM“ in den Handel. Hierbei handelt es sich um eine Aluminium-Magnesium-Zink-Legierung, bei der aus Kostengründen Teile des noch teuren Magnesiums durch das günstigere Zinn ersetzt wurden.
Das „SILUMIN“, eine Aluminium-Silizium-Legierung, deren Entwicklung noch aus der Vorkriegszeit des 1.Wk. stammte, wurde von der Metallurgischen Gesellschaft Frankfurt a. M. im Jahre 1920 angeboten. Vorzugsweise wurden aus ihr Teile für den Automobilbau wie Kurbel- und Getriebegehäuse sowie Karosserieteile gefertigt .
Als Ergebnis intensiver Forschung konnte der Hütteningenieur Alfred Wilms (1869 – 1937) im Jahre 1906 die erste aushärtbare Al-Cu-Mg-Legierung vorstellen. Sie enthielt neben Aluminium 3,5 – 5,5% Kupfer, 0,5% Magnesium und 0,5 – 0,8% Mangan. Die Dürener Metallwerke A.G. stellten diese Legierung ab 1909 unter dem Namen „DURALUMIN“ her. Je nach Variation der Zusammensetzung ließ sich das Duralumin mit unterschiedlichen Festigkeits- und Dehnungseigenschaften für zahlreiche Verwendungszwecke herstellen. Alfred Wilm schuf mit der Entdeckung des Aushärtungsprozesses die Grundlage für den späteren Einsatz dieser Aluminiumlegierung als Werkstoff in allen Industriezweigen. Die Erhöhung der Härte lässt sich zum einen durch Glühen (Lösungsglühen) und anschließendes Abschrecken/Abkühlen erzeugen. Zum anderen setzt bei dieser Aluminium-Legierung nach beginnender Abkühlung der sich über Stunden hinziehende Härtungsprozess ein. Hauptabnehmer war vor dem 1. Weltkrieg das Militär vornehmlich für den Bau von Flugzeugen, Motoren, Getriebegehäusen und Militärapparaten. So wurde z.B. anno 1914 nach Weisung des Reichsmarineamtes die Verwendung von Duralumin im Luftschiffbau vorgeschrieben. Auf Grund dieser Weisung erhielten alle Zeppelin-Luftschiffe ab dem Typ LZ 26 eine Stützstruktur aus dieser Legierung. Den größten Erfolg erlangte das Duralumin allerdings erst nach dem 1.Weltkrieg im zivilen Luftverkehr.
Das im Jahre 1919 von Prof. Hugo Junkers (1859 – 1935) in Dessau konstruierte Reiseverkehrsflugzeug F13 war der erste Vertreter der „Ganz-Leichtmetall-Bauweise“. Ende der 1930er Jahre war die Entwicklung der Aluminiumlegierungen soweit fortgeschritten, dass vom Abschluss der Grundlagenforschung ausgegangen werden kann. In den Folgejahren wurden die vorhanden Materialien evolutionär weiter entwickelt. Als Folge dieser intensiven industriellen Forschung entstand ein anwendungsorientiertes Feld von Aluminiumwerkstoffen mit speziellen Eigenschaften für das jeweilige Einsatzgebiet insbesondere im Maschinen- u. Fahrzeugbau. Neben etlichen genormten Legierungen gibt es eine Vielzahl von Sonderlegierungen, beispielsweise für die Luft- und Raumfahrttechnik.