เนื่องจากเป็นองค์ประกอบสำคัญของอุปกรณ์เครื่องจักรกล การเลือกใช้วัสดุสำหรับชิ้นส่วนอุปกรณ์เครื่องจักรกลจึงส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพ อายุการใช้งาน และความเสถียรในการปฏิบัติงานของอุปกรณ์
ชิ้นส่วนอุปกรณ์เครื่องจักรกลประกอบด้วยวัสดุหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งประเภทกว้างๆ ได้เป็นสามประเภทหลักตามสถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน: วัสดุที่เป็นโลหะ วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ- และวัสดุคอมโพสิต
วัสดุโลหะเป็นชิ้นส่วนอุปกรณ์เครื่องจักรกลประเภทที่พบบ่อยที่สุด โดยหลักๆ แล้วได้แก่ โลหะที่เป็นเหล็ก โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และโลหะผสมของโลหะเหล่านั้น โลหะกลุ่มเหล็ก เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสม ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการรับน้ำหนักและการกระแทกจำนวนมาก เช่น เกียร์ เพลา และแบริ่ง เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ความเหนียวดี และความสามารถในการขึ้นรูปได้ดีเยี่ยม โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก- เช่น ทองแดงและอะลูมิเนียม และโลหะผสม มักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนไฟฟ้าและองค์ประกอบการกระจายความร้อน เนื่องจากมีการนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดีเยี่ยม และทนต่อการกัดกร่อน นอกจากนี้ โลหะผสมชนิดพิเศษบางชนิด เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมไทเทเนียม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเคมี การบินและอวกาศ และสาขาอื่นๆ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนและทนต่ออุณหภูมิสูง-
วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ-ยังครองตำแหน่งที่สำคัญในชิ้นส่วนอุปกรณ์เครื่องจักรกล ซึ่งรวมถึงพลาสติก ยาง และเซรามิกเป็นหลัก วัสดุพลาสติก เช่น โพลีเอทิลีน โพลีโพรพีลีน และโพลีเอไมด์ มักใช้ในการผลิตซีล ส่วนประกอบฉนวน และท่อ เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน และความง่ายในการประมวลผล วัสดุยาง เช่น ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแหวนซีลและส่วนประกอบที่ดูดซับแรงกระแทก- เนื่องจากมีความยืดหยุ่นที่ดี ทนทานต่อการสึกหรอ และทนทานต่อน้ำมัน วัสดุเซรามิก เช่น เซรามิกอลูมินาและเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ มักใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดและชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอ- เนื่องจากมีความแข็งสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อการกัดกร่อน
วัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุชนิดใหม่ที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาพร้อมกับการพัฒนาด้านวัสดุศาสตร์ ประกอบด้วยวัสดุที่แตกต่างกันตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปโดยวิธีทางกายภาพหรือทางเคมี และมีคุณสมบัติที่เหนือกว่าซึ่งไม่พบในวัสดุชนิดเดียว ในชิ้นส่วนอุปกรณ์เครื่องจักรกล วัสดุคอมโพสิต เช่น คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์และคอมโพสิตใยแก้ว ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนน้ำหนักเบาในการบินและอวกาศ การผลิตยานยนต์ และสาขาอื่นๆ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา และทนต่อการกัดกร่อน
นอกจากนี้ วัสดุพิเศษบางอย่าง เช่น-โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงและวัสดุที่มีความแข็งยิ่งยวดยังมีบทบาทสำคัญในชิ้นส่วนอุปกรณ์เครื่องจักรกลในสาขาเฉพาะอีกด้วย โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง- เช่น โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก-และโลหะผสมที่มีส่วนประกอบเป็นโคบอลต์- ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูง- เช่น เครื่องยนต์อากาศยานและกังหันก๊าซ เนื่องจากพวกมันยังคงรักษาคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมและทนต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง วัสดุที่มีความแข็งยิ่งยวด เช่น เพชรและคิวบิกโบรอนไนไตรด์ ถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดและสารกัดกร่อน เนื่องจากมีความแข็งสูงมาก
