機械零件的材料有金屬材料、非金屬材料和復合材料。金屬材料分為黑色金屬材料和有色金屬材料。黑色金屬材料包括各種鋼、鑄鋼和鑄鐵,具有較好的力學性能如強度、塑性、韌性等),價格相對便宜且容易獲得,而且能滿足多種性能和用途的要求。機械零件非金屬材料指塑料、橡膠、合成纖維等高分子材料及陶瓷等。高分子材料有許多優點,如原料豐富、密度小,在適當的溫度范圍內有很好的彈性,耐腐蝕性好等。機械零件受載情況是指載荷、應力的大小和性質。脆性材料原則上只適用于制造在靜載荷下工作的零件;在多少有些沖擊的情況下,應以塑性材料作為主要使用的材料;
結構簡單合理設計零件的結構形狀時,警好采用簡單的表面(如平面、圓柱面、螺旋面)及其組合,同時還應當盡量使加工表面數目少和加工面積小。機械零件設計善于運用創造性思維和方法,注意考慮多種方案的解,避免解決問題的局限性。設計的各階段應有明確的目標,注意各階段的評價和優選,以求出既滿足功能要求又有大實現可能的方案。機械零件復合材料是指用兩種或兩種以上具有明顯不同的物理和力學性能的材料經復合工藝處理而得到所需性有的一種新型材料。例如用玻璃、石墨(碳)、硼、塑料等非金屬材料可以復合成各種纖維增強復合材料。
機械零件在濕熱環境或腐蝕介質中工作的零件,其材料應有良好的緩蝕和耐腐蝕的能力,例如選用不銹鋼、銅合金等。機械零件設計過程要有全局觀點,不能只考慮設計對象本身的問題,而要把設計對象看作一個系統,處理“人一機—環境”之間的關系。機械零件對于表面受較大接觸應力的零件,應選擇可以進行表面處理的材料,如表面硬化鋼;對于受變應力的零件,應選擇耐疲勞的材料;