铝蜂窝板采用蜂窝式夹层结构，由铝装饰面板、铝背板和蜂窝芯三部分组成。其结构原理类似于工字梁：面板相当于工字梁的翼缘，主要承受正应力；蜂窝芯相当于工字梁的腹板，主要承受剪应力。六边形蜂窝结构由三个在每个细胞底部完全相同的菱形组成，这些结构彼此之间的角度完全相同，形成最优力学结构。

这种结构使铝蜂窝板能够以最少的材料消耗获得极高的强度。密集的蜂窝单元相互牵制，如同无数小工字梁连接在一起，有效分散来自各方向的压力，使板材受力均匀，在大面积应用时仍能保持很高的平整度。蜂窝芯的多孔结构还具有优异的隔热、隔音性能，同时板材整体具有重量轻、强度高、刚度好等特点。