机械零件的材料有金属材料、非金属材料和复合材料。

金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料包括各种钢、铸钢和铸铁，具有较好的力学性能(如强度、塑性、韧性等)，价格相对便宜且容易获得，而且能满足多种性能和用途的要求。在各类黑色金属中，由于合金钢的性能优良，因而常常用来制造重要的零件。有色金属材料包括铜合金、铝合金、轴承合金等，具有密度小、导热和导电性能好等优点，通常还可用于有减摩、耐磨及耐腐蚀要求的场合。

非金属材料指塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料及陶瓷等。高分子材料有许多优点，如原料丰富、密度小，在适当的温度范围内有很好的弹性，耐腐蚀性好等。其主要缺点是容易老化，其中不少材料阻燃性差，总体上讲，耐热性不好。陶瓷材料的主要特点是硬度极高、耐磨、耐腐蚀、熔点高、刚度大以及密度比钢铁小等。目前，陶瓷材料已应用于密封件、滚动轴承和切削等结构中。其主要缺点是比较脆，断裂韧度低，价格昂贵，加工工艺性差等。

复合材料是指用两种或两种以上具有明显不同的物理和力学性能的材料经复合工艺处理而得到所需性能的一种新型材料。例如用玻璃、石墨(碳)、硼、塑料等非金属材料可以复合成各种纤维增强复合材料。在普通碳素钢板表面贴附塑料，可以获得强度高而又耐腐蚀的塑料复合钢板，主要优点是有较高的强度和弹性模量，而质量又特别小，但也有耐热性差、导热和导电性能较差的缺点。此外，复合材料的价格比较贵。所以目前复合材料主要用于航空、航天等高科技领域，在民用产品中，复合材料也有一些应用。