Il materiale di una catena di trasmissione influisce direttamente sulla sua robustezza, resistenza all'usura e durata; pertanto, è necessario selezionare i materiali appropriati in base alle condizioni operative effettive durante la progettazione e la produzione. Le catene di trasmissione comuni sono generalmente realizzate in-acciaio al carbonio o acciaio legato di alta qualità. Le piastre della catena utilizzano spesso materiali come acciaio 45 o 40Mn; dopo essere stati sottoposti a processi come lo stampaggio e il trattamento termico, mostrano un'elevata resistenza e una buona tenacità, consentendo loro di sopportare carichi di trazione e di impatto significativi.
I componenti critici come perni, boccole e rulli sono generalmente realizzati con acciai legati da cementazione (ad esempio, 20Cr, 20CrMnTi). Queste parti sono sottoposte a trattamenti termici-come cementazione, tempra e rinvenimento-per migliorare la durezza superficiale e la resistenza all'usura mantenendo la tenacità del nucleo, soddisfacendo così le esigenze di funzionamento a lungo-termine e ad alta-frequenza. I pignoni sono generalmente realizzati con materiali come acciaio 45, 40Cr o acciaio fuso. A seconda delle condizioni operative, possono essere sottoposti a tempra ad alta-frequenza o a trattamento termico superficiale per migliorare la resistenza all'usura della superficie dei denti e ridurre al minimo l'usura tra il pignone e la catena.
In settori specializzati come quello alimentare, farmaceutico e chimico, le apparecchiature richiedono un'eccellente resistenza alla corrosione e proprietà igieniche; di conseguenza, le catene di trasmissione sono spesso realizzate in acciaio inossidabile (ad esempio, 304 o 316). In ambienti caratterizzati da temperature elevate, elevata umidità o mezzi corrosivi, è possibile selezionare catene realizzate con leghe-resistenti alla corrosione o trattate con rivestimenti protettivi-come zincatura, nichelatura o finitura in ossido nero-per migliorare la resistenza alla corrosione e la durata di servizio, garantendo un funzionamento stabile e a lungo termine delle apparecchiature-.