Bisiklet kadrolarında kullanılan malzemeler, en eski krom-molibden çeliğinden alüminyum alaşımlarına ve ardından karbon fiber gibi kompozit malzemelere doğru gelişmiştir. Diğer malzemeler arasında skandiyum alaşımları, magnezyum alaşımları ve titanyum alaşımları bulunur. Üreticiler, çerçeveleri daha hafif, daha güçlü, daha konforlu, daha akıcı ve estetik açıdan daha hoş hale getirmek için sürekli olarak yeni malzeme formülasyonları araştırıyor, boru ve yapısal tasarım yeteneklerini geliştiriyor ve işleme teknolojilerinde yenilikler yapıyor. Yoğunluk, bisiklet çerçevesinin ağırlığını belirleyen temel faktörlerden biridir; yoğunluk ne kadar düşük olursa çerçeve o kadar hafif olabilir. Krom-molibden çeliğinin yoğunluğu 7,9, alüminyum alaşımları 2,6-2,9, titanyum 4,5, titanyum alaşımları 4,3-5,1, karbon fiber kompozitleri 1,6 ve magnezyum alaşımları 1,7'dir. Böylece krom-molibden çeliği en yüksek yoğunluğa sahipken, karbon fiber kompozitler en düşük yoğunluğa sahiptir. Ancak çerçeve için ağırlığın yanı sıra çekme mukavemeti ve elastik modül de dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, düşük yoğunlukta bile yetersiz mukavemet de istenmez.
Şu anda bisiklet şasisi üretiminde kullanılan ana malzemeler şunlardır: çelik, alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları, magnezyum alaşımları, skandiyum alaşımları ve karbon fiber. Piyasada yaygın olarak bulunan çerçeveler öncelikle çelik, alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları ve karbon fiberden yapılır. Skandiyum alaşımları ve magnezyum alaşımları nispeten yeni ve daha az yaygın malzemelerdir.
