Eine Flugzeugzelle bezieht sich auf die mechanische Struktur eines Flugzeugs. Generell werden sowohl die innere Tragstruktur als auch die Außenhaut in die Flugzeugzellenbezeichnung miteinbezogen. Im Zusammenspiel erhalten die äußeren und inneren Komponenten einer Flugzeugzelle die strukturelle Integrität und Festigkeit des Flugzeugs. Die Wissenschaft hat beim Verständnis von Metallurgie, Belastung und Ermüdung bei der Untersuchung von Flugzeugkonstruktionen und -versagen stark profitiert. Von Holz- bis hin zu Aluminium- und Stahlkonstruktionen hat sich die Flugzeugzellentechnologie bis hin zu Verbundwerkstoffen des Weltraumzeitalters bei der Herstellung moderner Flugzeugkonstruktionen entwickelt.
Einer der schwierigsten Faktoren, mit denen frühe Flugzeugkonstrukteure konfrontiert waren, war die Entwicklung einer Flugzeugzelle, die den Belastungen von Start und Landung standhält und gleichzeitig leicht genug bleibt, um den Flug zu ermöglichen. Die Erfinder Orville und Wilbur Wright lösten das Problem, indem sie eine Flugzeugzelle aus Holz und Drahtverstrebungen konstruierten. Ihre Maschine flog zuerst in Kitty Hawk, North Carolina, in den Vereinigten Staaten. Der Flug war zwar nicht annähernd so lang wie die meisten modernen Start- und Landebahnen, aber er veränderte die Luftfahrt für immer.
Die dramatischsten Änderungen des Flugzeugdesigns traten aufgrund des Krieges auf. Die im Ersten Weltkrieg eingesetzten Flugzeuge waren typischerweise mit Leinwand bespannte Holzrahmenkonstruktionen. Das Flugzeug schnitt gut ab; die Rümpfe boten den Piloten jedoch keinen Schutz vor Kugeln. Viele Piloten wurden sogar durch Bodenfeuer getötet, als sie über die Schlachtfelder flogen.
Der Zweite Weltkrieg brachte neue Legierungen in den Produktionsverbund und Hersteller stellten Rahmen und Verkleidungen für Flugzeuge aus Aluminium her. Das neue Material war leicht und bot den Piloten zusätzlichen Schutz. Im Cockpit befanden sich schwere Stahlplatten, um zusätzlichen Schutz vor Kugeln zu bieten. Einige der wichtigsten Konstruktionen der Ära sind auch nach mehr als 60 Jahren nach dem Krieg noch flugfähig. Dies wird den Design- und Herstellungspraktiken der Zeit zugeschrieben. Beispiele der amerikanischen Kampfflugzeuge wie die P51 Mustang sowie die deutsche ME109 und die japanische Zero sind auf Flugschauen auf der ganzen Welt zu sehen.
Als das Flugzeugdesign in das Jet-Zeitalter eintrat, war die Flugzeugzellentechnologie gezwungen, sich erneut zu entwickeln. Die Belastungen durch die leistungsstarken Düsentriebwerke erforderten die Verwendung von stärkeren und dennoch leichteren Materialien bei der Herstellung des Flugzeugs. Exotische und aus dem Weltraumzeitalter stammende Verbundmaterialien bildeten bald die Konstruktion sowohl des inneren Rahmens des Flugzeugs als auch der äußeren Hülle des Flugzeugs. Flugzeugdesigner begannen mit der Verwendung von Karosserieteilen, die den Rahmen des Flugzeugs bildeten. Durchschusssichere Materialien sowie Radar absorbierende Materialien bilden heute weltweit den Rahmen und die Verkleidung von Militärflugzeugen.