Okvir letala se nanaša na mehansko strukturo letala. Na splošno sta tako notranja nosilna konstrukcija kot tudi zunanja prevleka vključeni v oznako letala. Z usklajenim delovanjem zunanji in notranji sestavni deli letalskega okvirja ohranjajo strukturno celovitost in moč letala. Znanost je imela velike koristi pri razumevanju metalurgije, stresa in utrujenosti pri preučevanju konstrukcije in okvare letala. Od lesa do aluminijaste in jeklene konstrukcije je tehnologija ogrodja letal zrasla in vključuje kompozitne materiale iz vesoljske dobe v izdelavo sodobnih modelov letal.
Eden najtežjih dejavnikov, s katerimi so se soočali zgodnji oblikovalci letal, je bilo oblikovanje letalskega okvirja, ki bi preživel obremenitve pri vzletu in pristanku, hkrati pa ostal dovolj lahek, da bi omogočal letenje. Izumitelja Orville in Wilbur Wright sta težavo rešila tako, da sta zasnovala okvir letala iz lesa in žice. Njihov stroj je prvič poletel v Kitty Hawk v Severni Karolini v Združenih državah. Čeprav let ni bil niti približno tako dolg kot večina sodobnih vzletno-pristajalnih stez, je za vedno spremenil letalstvo.
Najbolj dramatične spremembe v konstrukciji letala so se zgodile zaradi vojne. Letala, uporabljena v prvi svetovni vojni, so bila tipično oblikovana z lesenim okvirjem, prekrita s platnom. Letalo se je dobro odrezalo; trupi pa pilotom niso nudili zaščite pred naboji. Veliko pilotov je bilo celo ubitih zaradi zemeljskega ognja, ko so preletavali bojišča.
Druga svetovna vojna je v proizvodno kombinacijo prinesla nove zlitine, proizvajalci pa so izdelali okvirje in obloge za letala iz aluminija. Novi material je bil lahek in je pilotom zagotavljal dodatno zaščito. V pilotski kabini so bile nameščene težke jeklene plošče za dodatno zaščito pred kroglami. Nekateri najpomembnejši modeli tega obdobja še vedno letijo po več kot 60 letih po vojni. To je zaslužno za načrtovanje in proizvodne prakse tistega časa. Primere ameriških lovskih letal, kot je P51 Mustang, pa tudi nemško ME109 in japonski Zero, je mogoče videti na letalskih razstavah po vsem svetu.
Ko se je oblikovanje letal preselilo v dobo jet, se je bila tehnologija letalskih okvirjev prisiljena znova razvijati. Obremenitve in obremenitve, ki jih uveljavljajo močni reaktivni motorji, so zahtevali uporabo močnejših, a lažjih materialov pri izdelavi letala. Eksotični in vesoljski kompozitni materiali so kmalu sestavili konstrukcijo tako notranjega okvirja letala kot zunanjega pokrova plovila. Oblikovalci letal so začeli uporabljati karoserije, ki so sestavljale ogrodje letala. Neprebojni materiali in materiali, ki absorbirajo radar, zdaj sestavljajo okvir in pokrivajo vojaških letal po vsem svetu.