Glavni materijali koji se koriste za proizvodnju okvira bicikla uključuju: čelik, leguru aluminija, leguru titana, leguru magnezija, leguru skandijuma, karbonska vlakna, itd. Općenito, okviri dostupni na tržištu izrađeni su od čelika, legure aluminija, legure titana i karbonskih vlakana. Skandijeva legura i magnezijeva legura su relativno novi i manje uobičajeni materijali.
Da bismo razumjeli svojstva ovih materijala, potrebno je poznavati neke osnovne pojmove i parametre:
1. Snaga. Zamislite uteg koji visi na drugom kraju metalne šipke, dovoljno težak da uzrokuje trajnu deformaciju. To jest, kada se uteg ukloni, metalna šipka ostaje savijena i ne može se u potpunosti vratiti u svoj izvorni oblik; to se zove prinos. Sila potrebna za postizanje prinosa varira ovisno o materijalu; ovo se zove snaga. Snaga je povezana s izdržljivošću okvira, ali ne i s kvalitetom vožnje. Čvrstoća je određena granicom tečenja materijala. Na granicu razvlačenja značajno utječe kvaliteta cijevi okvira, postupak toplinske obrade i sastav legure (za neke marke).
2. Krutost (ili krutost) može se opisati na sljedeći način: Zamislite metalnu šipku čiji je jedan kraj pričvršćen za stezaljku. Na drugi kraj se stavlja uteg, uzrokujući privremeno savijanje šipke. Kad se uteg ukloni, štap se odmah vraća u prvobitni oblik. Ista težina primijenjena na različite materijale proizvest će različite stupnjeve savijanja; ovo je krutost. Krutost utječe na kvalitetu vožnje okvira bicikla jer je okvir najosjetljiviji na deformacije tijekom normalne vožnje. Krutost je određena modulom elastičnosti materijala, a što je još važnije, modul elastičnosti ne ovisi o kvaliteti metala i sastavu njegovih legura. Na primjer, sve vrste čelika imaju u biti isti modul elastičnosti.
