1、鋼
鋼材的韌性好，耐沖擊，還可通過熱處理或化學熱處理改善其力學性能及提高齒面的硬度，故最適于用來制造齒輪。
（1）鍛鋼
除尺寸過大或者是結構形狀復雜只宜鑄造者外，一般都用鍛鋼制造齒輪，常用的是含碳在0.15％～0.6％的碳鋼或合金鋼。
制造齒輪的鍛鋼可分為：
1）經熱處理后切齒的齒輪所用的鍛鋼。
對于強度、速度及精度都要求不高的齒輪，應采用軟齒面（硬度≤350HBS）以便于切齒，并使刀具不致迅速磨損變鈍。因此，應將齒輪毛坯經過常化（正火）或調質處理后切齒。切制后即為成品。其精度一般為8級，精切時可達7級。這類齒輪制造簡便、經濟、生產率高。
2）需進行精加工的齒輪所用的鍛鋼。
高速、重載及精密機器（如精密機床、航空發動機）所用的主要齒輪傳動，除要求材料性能優良，輪齒具有高強度及齒面具有高硬度（如58～65HRC）外，還應進行磨齒等精加工。需精加工的齒輪目前多是先切齒，再做表面硬化處理，最后進行精加工，精度可達5級或4級。這類齒輪精度高，價格較貴，所用熱處理方法有表面淬火、滲碳、氮化、軟氮化及氰化等。所用材料視具體要求及熱處理方法而定。
合金鋼材根據所含金屬的成分及性能，可分別使材料的韌性、耐沖擊、耐磨及抗膠合的性能等獲得提高，也可通過熱處理或化學熱處理改善材料的力學性能及提高齒面的硬度。所以對于既是高速、重載，又要求尺寸小、質量小的航空用齒輪，就都用性能優良的合金鋼（如20CrMnTi、20Cr2Ni4A等）來制造。
（2）鑄鋼
鑄鋼的耐磨性及強度均較好，但應經退火及常化處理，必要時也可進行調質。鑄鋼常用于尺寸較大的齒輪。
2、鑄鐵
灰鑄鐵性質較脆，抗沖擊及耐磨性都較差，但抗膠合及抗點蝕的能力較好。灰鑄鐵齒輪常用于工作平穩，速度較低，功率不大的場合。
3、非金屬材料
對高速、輕載及精度不高的齒輪傳動，為了降低噪聲，常用非金屬材料（如夾布塑膠、尼龍等）做小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。為使大齒輪具有足夠的抗磨損及抗點蝕的能力，齒面的硬度應為250～350HBS。
