Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τα εξαρτήματα της μοτοσικλέτας επιλέγονται κυρίως με βάση τη λειτουργία τους, τις απαιτήσεις φέρουσας-φόρτισης και το περιβάλλον λειτουργίας τους. Τα μέταλλα είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά στην κατασκευή μοτοσυκλετών. Ο χάλυβας, που χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή και εξαιρετική αντοχή στη φθορά, χρησιμοποιείται συνήθως για εξαρτήματα που υπόκεινται σε μεγάλα φορτία, όπως πλαίσια, στροφαλοφόροι άξονες, γρανάζια και ρουλεμάν. Τα κράματα αλουμινίου, που αποτιμώνται για το μικρό τους βάρος και την ανώτερη απαγωγή θερμότητας, χρησιμοποιούνται συχνά για περιβλήματα κινητήρα, πλήμνες τροχών και ορισμένα δομικά μέρη.
Εκτός από τα μέταλλα, τα πλαστικά μηχανικής και τα ελαστικά υλικά παίζουν σημαντικό ρόλο στα εξαρτήματα της μοτοσικλέτας. Τα πλαστικά μηχανικής προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως χαμηλό βάρος, αντοχή στη διάβρωση και ευκολία επεξεργασίας, καθιστώντας τα ιδανικά για αμάξωμα, προστατευτικά πάνελ και περιβλήματα οργάνων. Τα υλικά από καουτσούκ χρησιμοποιούνται κυρίως για ελαστικά, τσιμούχες και μαξιλαράκια απορρόφησης κραδασμών-, παρέχοντας αντιολισθητικές, στεγανοποιητικές και αντικραδασμικές λειτουργίες.
Τα σύνθετα υλικά και τα προηγμένα νέα υλικά υιοθετούνται όλο και περισσότερο στην παραγωγή εξαρτημάτων μοτοσυκλετών. Για παράδειγμα, οι ίνες άνθρακα-γνωστές για την υψηλή τους αναλογία αντοχής-προς-βάρους-χρησιμοποιούνται σε συγκεκριμένα μέρη μοντέλων-υψηλών επιδόσεων. Επιπλέον, η ανάπτυξη νέων-ενεργειακών μοτοσυκλετών οδήγησε σε προόδους στα υλικά για εξαρτήματα όπως θήκες μπαταριών και ηλεκτρονικά εξαρτήματα, ωθώντας τα προς μεγαλύτερη ασφάλεια, φιλικότητα προς το περιβάλλον και υψηλή απόδοση.
