การเลือกใช้วัสดุสำหรับส่วนประกอบของรถจักรยานยนต์จะขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงานของชิ้นส่วน น้ำหนักบรรทุกที่ต้องทนทาน และสภาพแวดล้อมการทำงานของชิ้นส่วนเป็นหลัก เนื่องจากเป็นส่วนประกอบหลัก โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์จึงผลิตจากวัสดุต่างๆ เช่น อะลูมิเนียมอัลลอย เหล็กหล่อ และเหล็กกล้า อลูมิเนียมอัลลอยด์ซึ่งมีน้ำหนักเบาและกระจายความร้อนได้ดีเยี่ยม มักใช้สำหรับปลอกเครื่องยนต์และชิ้นส่วนโครงสร้างบางส่วน เหล็กกล้าซึ่งมีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อการสึกหรอ มักใช้กับส่วนประกอบที่ต้องรับแรงเค้นสูง เช่น เพลาข้อเหวี่ยงและเกียร์
ส่วนประกอบโครงสร้าง-รวมถึงเฟรม ตะเกียบหน้า และระบบกันสะเทือน-ส่วนใหญ่ทำจาก-เหล็กหรืออะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพและความปลอดภัยของยานพาหนะ เฟรมต้องการความต้านทานแรงกระแทกสูงพร้อมทั้งลดน้ำหนักเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุม ส่วนประกอบต่างๆ เช่น ดุมล้อและชิ้นส่วนเบรกก็มักใช้อะลูมิเนียมอัลลอยด์และเหล็ก เพื่อรักษาสมดุลระหว่างความต้องการด้านความแข็งแกร่งพร้อมการกระจายความร้อนและความทนทานที่ดีขึ้น
พลาสติก วัสดุคอมโพสิต และวัสดุน้ำหนักเบาขั้นสูงยังถูกนำมาใช้ในส่วนประกอบของรถจักรยานยนต์เพิ่มมากขึ้นอีกด้วย ตัวอย่างเช่น งานตัวถังและแผงป้องกันมักใช้พลาสติกวิศวกรรม ซึ่งมีข้อดี เช่น ความต้านทานการกัดกร่อน น้ำหนักเบา และความง่ายในการประมวลผล นอกจากนี้ การพัฒนารถจักรยานยนต์พลังงานใหม่กำลังผลักดันการนำวัสดุมาใช้สำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น ปลอกแบตเตอรี่และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ช่วยเพิ่มความปลอดภัยและความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม
