Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στα κουφώματα ποδηλάτων έχουν εξελιχθεί από τον παλαιότερο χάλυβα χρωμίου-μολυβδαινίου σε κράματα αλουμινίου και στη συνέχεια σε σύνθετα υλικά όπως ανθρακονήματα. Άλλα υλικά περιλαμβάνουν κράματα σκανδίου, κράματα μαγνησίου και κράματα τιτανίου. Οι κατασκευαστές ερευνούν συνεχώς νέες συνθέσεις υλικών, βελτιώνουν τις δυνατότητες σωληνώσεων και δομικού σχεδιασμού και καινοτομούν τεχνολογίες επεξεργασίας, όλα αυτά για να κάνουν τα πλαίσια ελαφρύτερα, πιο δυνατά, πιο άνετα και πιο βελτιωμένα και αισθητικά. Η πυκνότητα είναι ένας από τους βασικούς παράγοντες που καθορίζουν το βάρος ενός σκελετού ποδηλάτου. Όσο μικρότερη είναι η πυκνότητα, τόσο πιο ελαφρύ μπορεί να είναι το πλαίσιο. Το χρώμιο-χάλυβας μολυβδαινίου έχει πυκνότητα 7,9, τα κράματα αλουμινίου 2,6-2,9, το τιτάνιο 4,5, τα κράματα τιτανίου 4,3-5,1, τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα 1,6 και τα κράματα μαγνησίου 1,7. Έτσι, ο χάλυβας χρωμίου-μολυβδαινίου έχει την υψηλότερη πυκνότητα, ενώ τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα τη χαμηλότερη. Ωστόσο, εκτός από το βάρος, η αντοχή σε εφελκυσμό και το μέτρο ελαστικότητας πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη για το πλαίσιο. Επομένως, ακόμη και με χαμηλή πυκνότητα, η ανεπαρκής αντοχή είναι επίσης ανεπιθύμητη.
Επί του παρόντος, τα κύρια υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σκελετών ποδηλάτων περιλαμβάνουν: χάλυβα, κράματα αλουμινίου, κράματα τιτανίου, κράματα μαγνησίου, κράματα σκανδίου και ίνες άνθρακα. Τα πλαίσια που βρίσκονται συνήθως στην αγορά είναι κυρίως κατασκευασμένα από χάλυβα, κράματα αλουμινίου, κράματα τιτανίου και ίνες άνθρακα. Τα κράματα σκανδίου και τα κράματα μαγνησίου είναι σχετικά νέα και λιγότερο κοινά υλικά.
