人形机器人的结构设计、运动控制、感知交互和能源供给四大系统，对化工高新材料提出了差异化但高度集成的需求，总体可归纳为轻量化结构材料、仿生与传感材料、能源与热管理材料三大类。
当前人形机器人产业仍处于早期，材料需求呈现明显的迭代特征：短期以配合整机厂商完成性能适配与供应链准入为主；中期转向材料标准化、规模化供应能力的竞争；长期取决于自感知、自修复、自适应等智能材料的突破。
轻量化结构材料：决定整机负载与能效
人形机器人须在有限自重下实现较高的负载、运动速度和续航，轻量化是核心设计目标之一。工程塑料及复合材料因高比强度、可设计性和可加工性，成为替代金属的关键方向。
PEEK是最具代表性的高性能工程塑料，机械强度、耐磨损、耐化学腐蚀和耐高温性能优异，密度约为铝合金的1/2、钢的1/6，可在250摄氏度高温下长期工作。在骨骼、关节支架、齿轮等承力部件中，PEEK及碳纤维增强PEEK可显著降低整机重量并提高结构刚度。据行业测算，采用PEEK等轻量化材料可使整机重量降低10%~30%、同等负载能耗下降15%~25%。
LCP凭借极低的介电损耗和优异的尺寸稳定性，适用于精密连接器、天线基板和微型结构件。PA及其改性品种因成本低、力学性能均衡，可用于外壳、支架、线缆护套等部件。PPS耐热、阻燃、尺寸稳定，适用于电机端盖、传感器外壳等部件。碳纤维复合材料则在机器人手臂、腿部等需要高刚度轻量化的结构件中具有不可替代的优势。
仿生与传感材料：支撑感知交互能力
人形机器人的核心差异化能力之一在于与人类及环境的自然交互，这要求其具备类似人类皮肤的柔性感知能力，电子皮肤、柔性电路、柔性线缆由此成为关键材料方向。
有机硅聚二甲基硅氧烷是电子皮肤最常用的柔性基底，具有优异的柔韧性、生物相容性和化学惰性，可在其表面集成压力、温度、应变等多种传感器。PI薄膜耐高温、耐弯折、绝缘性能优异，是柔性电路板（FPC）的核心基材，广泛用于关节布线、传感器信号传输。TPU在柔性线缆护套、密封件、减震垫、仿生肌腱等领域应用广泛，与传统硅橡胶、氟橡胶相比，耐磨、耐油且更易回收加工。随着机器人自由度增加和运动频率提高，高回弹、耐弯折、耐老化的TPU和有机硅改性材料将成为重点发展方向。
能源与热管理材料：保障续航与可靠性
人形机器人通常须在狭小空间内集成高能量密度动力电池，并承受执行器、电机等部件产生的热量，能源与热管理材料直接影响其续航、安全性和工作稳定性。
固态电池被认为是理想动力方案，相较传统液态锂离子电池具有更高的能量密度、更好的安全性和更宽的工作温度范围。当前硫化物、氧化物、聚合物三条固态电解质路线并行，硫化物因离子电导率高而备受关注，但对空气敏感、界面稳定性差等问题仍须突破。热管理方面，宇树G1早期曾因执行器过热而在搬运5千克重物约15分钟后须停机冷却；导热系数超过5W/m·K（瓦每开米）的导热界面材料、相变温度在40~60摄氏度区间可调的相变储能材料，可有效降低关键部件温升。此外，低介电、高导热、电磁屏蔽一体化的复合材料，对保护内部电子系统也具有重要意义。