На примере состава Cu–20% масс. Al исследованы особенности реакционного взаимодействия Cu и Al в твёрдой фазе в зависимости от условий смешивания компонент: при механическом легировании (МЛ) элементарных порошков и их спекании; в результате термической активации диффузионного взаимодействия между слоями многослойных Cu/Al фольг (МФ), полученных методом электронно-лучевого осаждения. Фазовые превращения, обусловленные термомеханической обработкой смесей компонент, исследовали с помощью рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК). Показано, что МЛ в течение 8 часов способствовало формированию неупорядоченной $\beta$-фазы (структурный тип А2) с объёмноцентрированной кубической решёткой (ОЦК). Отжиг порошков при температуре 500°С и их спекание при 850°C и 30 МПа приводили к упорядочению $\beta$-фазы и её преобразованию в $\gamma_2$-Al$_4$Cu$_9$-фазу (типа D8$_3$). В случае МФ после отжига при температуре 150°С наблюдается формирование двухфазной структуры: $\beta$ + $\theta$-Al$_2$Cu. С увеличением температуры отжига до 200–400°С происходит формирование и рост объёмной доли $\eta_2$–AlCu-фазы, а после отжига при 500–850°С фазовый состав соответствовал $\eta_2$-AlCu + $\gamma_2$-Al$_4$Cu$_9$. Отличия фазовых превращений в системе, полученной механическим легированием, и в МФ связываются с разными механизмами превращений: диффузионным в порошковых композитах и сдвиговым в МФ. Рассмотрено влияние модификации структурно-фазового состояния Cu–20% масс. Al композитов на их механические свойства.