對于中等載荷、轉速一般、精度要求較高的非標設備齒輪，常用45#鋼調質處理（硬度HRC28-35）。其工藝成熟，成本較低，綜合力學性能良好。當齒輪承受的沖擊載荷較大或存在輕微過載風險時，40Cr等合金鋼是更優選擇。調質后，其芯部強韌性更高，能有效抵抗沖擊。
選定材料后，熱處理是賦予其“靈魂”的關鍵。調質處理在提高強度的同時保證了良好的綜合機械性能。表面淬火（如感應淬火）則能顯著提高齒面接觸疲勞強度，適用于大型齒輪的局部強化。滲碳淬火是獲得高承載、高耐磨齒輪常用的工藝，但其變形相對較大，需為后續的精加工留有余量。
在非標設計中，經濟性是不可忽視的一環。在非關鍵、輕載或運動傳遞的場景下，也可選用性能優良的工程塑料（如尼龍、POM）或粉末冶金材料。它們具有自潤滑、降噪、輕量化等優勢，但需注意其承載能力、熱膨脹系數與金屬不同，設計時需預留相應補償。
