Hovedmaterialene som brukes til å produsere sykkelrammer inkluderer: stål, aluminiumslegering, titanlegering, magnesiumlegering, skandiumlegering, karbonfiber, etc. Vanligvis er rammer tilgjengelig på markedet laget av stål, aluminiumslegering, titanlegering og karbonfiber. Scandiumlegering og magnesiumlegering er relativt nye og mindre vanlige materialer.
For å forstå egenskapene til disse materialene, er det nødvendig å kjenne til noen grunnleggende konsepter og parametere:
1. Styrke. Se for deg en vekt som henger i den andre enden av en metallstang, tung nok til å forårsake permanent deformasjon. Det vil si at når vekten fjernes, forblir metallstangen bøyd og kan ikke gå helt tilbake til sin opprinnelige form; dette kalles yield. Kraften som kreves for å oppnå utbytte varierer avhengig av materialet; dette kalles styrke. Styrke er relatert til rammens holdbarhet, men ikke kjørekvalitet. Styrken bestemmes av materialets flytegrense. Flytestyrken påvirkes betydelig av kvaliteten på rammerøret, varmebehandlingsprosessen og legeringssammensetningen (for noen merker).
2. Stivhet (eller stivhet) kan beskrives som følger: Se for deg en metallstang med den ene enden festet til en klemme. En vekt påføres den andre enden, noe som får stangen til å bøye seg midlertidig. Når vekten fjernes, går stangen umiddelbart tilbake til sin opprinnelige form. Den samme vekten påført forskjellige materialer vil gi forskjellige grader av bøyning; dette er stivhet. Stivhet påvirker kjørekvaliteten til en sykkelramme fordi rammen er mest utsatt for deformasjoner under normal kjøring. Stivhet bestemmes av materialets elastisitetsmodul, og viktigere er at elastisitetsmodulen er uavhengig av metallets kvalitet og sammensetningen av legeringene. For eksempel har alle typer stål i hovedsak samme elastisitetsmodul.
