目前，可以制造自行车车架的材料主要有以下几种：钢，铝合金，钛合金，镁合金，钪合金，碳纤维等等，一般市场上出现的车架主要有钢、铝合金、钛合金、碳纤维。要从这几种材质的车架当中选择适合自己的，必须要了解各种材料的3大技术参数。
1.强度（STRENGTH）
假设挂在金属棒另一端的重量，重到足以使金属棒产生永久的变形，也就是说，当移开重物时，金属棒仍然呈现弯曲，无法完全回复原状，即所谓的降伏（yield）。使材料达到降伏的力量因材料不同而不同，这就是所谓的强度。强度和车架的耐用度相关但和骑乘品质无关。强度 （strength）由材料的降伏强度（yield strength）决定。降伏强度和车架管材的品质、热处理制程及合金成份（某些品牌型式）有相当大的关系。
2. 刚性 （STIFFNESS）
假设一根金属棒的一端固定在夹具上，另一端加上一定的重量使得这根金属棒暂时弯曲，当把那个重物移开时，金属棒立即回复原来的型状。同样的重量加诸于不同材料时，会产生不同的弯曲程度，这就是刚性。刚性影响车架的骑乘品质，因为车架最怕在正常骑乘时发生变型。刚性决定于材料的弹性系数，而相当重要的是弹性系数和金属的品质及其合金的成份无关。举例来说，所有种类的钢，基本上具有相同的弹性系数。
3.重量（WEIGHT）
除了强度和刚性之外，重量也是一个议题。和刚性一样，重量受到材料合金成份的影响相当轻微。即便你的车架贴着"Lite Steel TM"（轻量化钢材），事实上，所有的钢材几乎具有相等的重量。
以下就是我们常见的几种材料的一些特性
材料 弹性系数（刚性） 强度 （降伏点 ） 重量（千克/立方米）
钢材 30 46-162 7800-8200
铝合金 10-11 11-59（4-22退火后） 2700-3200
钛合金 15-16.5 40-120 4500-4700
要注意，刚性和重量和材料的品质、热处理或合金成份无关。举例来说，所有的车用钢管，从大卖场的廉价单车到价值数千美元的单车都有相同的弹性系数30，以及490的重量。
由上表中我们可以看出，我们用这几种材料做车架，在管材的形状和厚度相同的情况下，铝制车架的刚性只有钢制车架的三分之一，钛制车架也只有钢制车架的二分之一的钢性。
以上谨是一般性比较，并没有太大的意义，因为没有人会用同样的规格来打造这三种不同材质的车架。
实际的单车依材料的特性加入计算，选择组成车架的每支管材的管径和壁厚。这时和车架刚性主要相关的为管径，和强度主要相关的则为管材壁厚(管径也会有相关)，而管径和壁厚则影响了车架重量。
车架制造商必须衡量不同管径、壁厚和车架刚性、强度、重量的关联，作取舍。
