變速器齒輪的材質多種多樣。

常見的有鋼材、灰鑄鐵、塑料。

鋼材韌性好耐沖擊，能通過熱處理提升性能，適合制作變速器齒輪。鋼材又分鍛鋼和鑄鋼，鍛鋼常用含碳量為 0.15%至 0.6%的碳鋼或合金鋼，鑄鋼適合尺寸較大的變速器齒輪，毛坯要正火處理。

灰鑄鐵價格低，鑄造、減摩、抗點蝕和膠合性能較好，但抗彎、耐沖擊和耐磨性能差，常用于輕載、低速、工作平穩的場合，球墨鑄鐵在某些場合能替代鑄鋼。

塑料用于高速、輕載及精度不高的變速器齒輪傳動，能降低噪音，一般小齒輪用塑料，大齒輪用鋼或鑄鐵。

另外，根據齒輪工作特點和使用要求，應選低合金滲碳鋼，如 20CrMnTi、20CrMnMo、18Cr2Ni4WA 等，它們能確保滲碳后淬透性，減少齒輪變形量，保障齒輪基體強度和韌性，滿足工作需要。

汽車變速箱齒輪材料不僅要求強度、韌性、耐磨性好，變形小，加工精度高，還得有足夠的芯部淬透性、表面硬度和深層，滲碳淬火后尺寸變形小且均勻，便于后續精加工。常用的國產材料有 20CrMnTi、20CrMo、 20MnCr5、25CrMnS4 等。

汽車變速箱齒輪一般用 20CrMnTi，合金滲碳鋼如 22CrMnMo、20CrMnMoH 和 20CrMoH 也常用。其中 20CrMnTi 碳含量為 0.17%至 0.24%，淬透性高，低溫沖擊韌性好，加工性能佳，加工變形小，抗疲勞性能好，用于汽車、飛機的軸、活塞等特殊零件。