החומרים העיקריים המשמשים ברובוטים תעשייתיים משתנים בהתאם לתפקודם המבני, דרישות העומס, דרישות הקל משקל וסביבת ההפעלה שלהם.
חומרים מתכתיים
פלדה מבנית פחמן וסגסוגת פלדה מבנית: חוזק גבוה, מודול גמישות גבוה ועמידות חזקה בפני דפורמציה; בשימוש נרחב במבנים נושאי עומס-כגון בסיסי רובוטים וזרועות. נפוץ במיוחד ברובוטים תעשייתיים-כבדים (כגון רובוטי ריתוך לרכב).
סגסוגות אלומיניום (כגון 6061/7075): צפיפות נמוכה וחוזק ספציפי גבוה, הפחתת משקל משמעותית ושיפור מהירות התנועה ויעילות האנרגיה; בשימוש נפוץ ברובוטים שיתופיים, אמות זרועות וחלקים נעים. סגסוגות אלומיניום נדירות ויקרות בתוספת ליתיום יכולות לשפר עוד יותר את מודול האלסטיות ויחס E/ρ.
ברזל יצוק/ברזל רקיע: משמש ברכיבים כגון בסיסים; בעל קשיחות גבוהה וביצועי שיכוך רעידות טובים, מתאים לביצוע-דיוק ויציב גבוה.
סגסוגות טיטניום: חוזק גבוה וקל משקל; בשימוש ברובוטים למטרות תעופה וחלל או- מיוחדות, אך בעלות גבוהה יותר.
חומרים מרוכבים
חומרים מרוכבים-מחוזקים בסיבים (כגון שרף מחוזק בסיבי פחמן): בעלי קשיחות ספציפית גבוהה במיוחד (E/ρ) ומאפייני שיכוך גבוהים, המדכאים ביעילות רעידות במהלך-תנועה במהירות גבוהה, מה שהופך אותם למתאימים לרובוטים-בעלי ביצועים-דינאמיים{4}} גבוהים.
סיבי בורון-סגסוגות אלומיניום מחוזקות וסגסוגות מגנזיום מחוזקות בסיבי גרפיט-: עם יחסי E/ρ העולה על 11.4 × 10⁷, למרות שהם יקרים, הם נמצאים בשימוש הדרגתי ביישומים-מתקדמים.
חומרים פונקציונליים אחרים
קרמיקה: משמש בזרועות רובוטיות קטנות-בדיוק גבוה, המציעות יציבות ממדית מעולה ועמידות בפני שחיקה; עם זאת, הם שבירים וקשים לעיבוד, וכרגע הם עדיין בשלב הניסוי.
חומרי שיכוך ויסקו-אלסטיים- גבוהים: משמשים לשיכוך שכבת האילוץ של ההצמדות, שיפור משמעותי בדינמיקת הרובוט והפחתת הרטט.
פלסטיק הנדסי מיוחד (למשל, PEEK, LCP): משמש בגלגלי שיניים, מפרקים, מחברים ורכיבים אחרים, בשילוב קל משקל, עמידות בחום ועמידות בפני שחיקה, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד למבנים מדויקים של רובוטים דמויי אדם.
