Los rellenos se utilizan para alterar ciertas propiedades de los compuestos, incluido el precio, porque generalmente son mucho menos costosos que el polímero al que reemplazan. Hay muchos rellenos disponibles y en una variedad de formas: fibrosos, en forma de placa, esféricos e irregulares. Debido a su baja relación de aspecto, los rellenos no mejoran la resistencia a la tracción de un plástico; de hecho, la resistencia suele disminuir, especialmente con un mayor contenido de relleno. Con la adición de la mayoría de los rellenos, como carbonato de calcio, caolín, vidrio (fibras de vidrio molidas, esferas de vidrio sólidas y huecas, escamas de vidrio), mica, talco, sílice, wollastonita y óxido de aluminio, el módulo del compuesto aumenta, la contracción por curado y la disminuye la expansión térmica y se reduce el calor generado durante el curado. El óxido de aluminio trihidratado y el óxido de antimonio actúan tanto como rellenos como retardantes del fuego; la mica y la sílice mejoran la resistencia química. Los rellenos eléctricamente conductores, como polvos metálicos y partículas de carbono (fibras de carbono, negro de humo), se utilizan para reducir la acumulación de carga estática. El negro de humo se utiliza para mejorar la resistencia a la radiación UV de las poliolefinas. Algunos rellenos, como el negro de carbón, la tiza y el dióxido de titanio, actúan como pigmentos. La adición de partículas de sílice extremadamente finas afecta la tixotrofia de las resinas líquidas. Las propiedades magnéticas se pueden obtener incorporando cargas minerales magnéticas como el sulfato de bario.

Ciertas propiedades físicas y químicas de la matriz son particularmente significativas con respecto a las propiedades de un compuesto. Las principales ventajas que confieren las matrices poliméricas son su bajo costo, fácil procesabilidad, buena resistencia a la corrosión, buenas propiedades dieléctricas y baja densidad. La baja resistencia, la baja rigidez y (generalmente) las bajas temperaturas de servicio, por otro lado, limitan sus aplicaciones. Las funciones principales de una matriz son unir los elementos de refuerzo, distribuir la carga entre ellos y proteger el sistema de refuerzo; esto a su vez presupone una buena adherencia entre la matriz y el refuerzo. La capacidad de transferencia de tensión es generalmente mayor en los termoestables que en los termoplásticos. Sin embargo, los termoestables son más difíciles de procesar y requieren ciclos de moldeo más largos. También son materiales de alta masa molar y, por lo tanto, inherentemente relativamente frágiles. Su resistencia a la fluencia, es generalmente más alta que la de las matrices termoplásticas. Tradicionalmente, los termoplásticos se reforzaron principalmente con fibras discontinuas, pero las resinas de alta temperatura como la poliéter cetona, la polisulfona y la poliimida también han hecho que los termoplásticos sean competitivos con los termoestables en el área de compuestos de fibra continua de alto rendimiento. Las matrices más importantes generalmente son alquídicos, ésteres alílicos, epoxis, furanos, melaminas, fenoles, polibutadienos, poliésteres, poliimidas, poliuretanos, siliconas, ureas y ésteres vinílicos. Sin embargo, los más utilizados son los poliésteres, los epoxis y los vinilésteres. Para los termoestables, las resinas dominantes son los poliésteres insaturados, seguidos de las resinas acrílicas, las resinas fenólicas, los epoxis, los ésteres vinílicos y los híbridos de poliéster insaturado y uretano. Sin embargo, la lista completa de matrices termoplásticas aplicables es más extensa e incluye acrilonitrilo-butadieno-estirenos, acetales, acrílicos, fluoropolímeros, poliamidas, poliamida-imida, poliarilsulfona, policarbonatos, poliésteres termoplásticos, poliéteréter cetona, poliétersulfonas, polietilenos, poliimidas, poli (sulfuros de fenileno), polipropilenos, poliestirenos, polisulfonas, poli(cloruro de vinilo) y estireno-acrilonitrilos.