PMI泡沫主要是由面板，芯材和胶接，通过胶接在前面两个组分之间传递载荷。夹层结构能够达到的作用是通过让轻质、有一定厚度的芯材承受剪应力，同时将两个相对比较坚韧、薄的承载面板隔开。对于面板，主要考虑的是材料的强度和刚度。但是对于芯材，主要目的是为了减轻重量。

在飞机结构中，芯材通常使用铝蜂窝或泡沫，具有压缩模量高，重量轻的优点，是航空领域广泛使用夹芯材料，通常与碳/玻璃纤维预浸料一起使用。在复合材料领域，常用的夹层结构的芯材是PMI泡沫。夹层结构常用在机翼前缘和方向舵，起落架舱门，翼身/翼尖整流罩等。

和蜂窝夹层结构相似，泡沫复合材料常见的缺陷有：复合材料面板的缺陷，例如划伤、裂纹、气孔，夹杂等；复合材料面板和泡沫芯材的粘接缺陷，例如脱粘；泡沫芯的损坏。针对这些缺陷，相应地发展起了多种无损检测方法。

不过泡沫夹层结构一般面板的检测面积大、厚度薄，而且呈现低的导热性和导电性、泡沫材料的声衰减较大。所以与一般复合材料的无损检测，具有明显差别。目前，适用于PMI泡沫夹芯结构的无损检测方法，主要有超声无损检测和激光错位散斑干涉无损检测。