軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。
由於碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故採用碳鋼製造尤為廣泛，其中最常用的是45號鋼。
合金鋼比碳鋼具有更高的力學性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，並要求減小尺寸與質量，提高軸頸的耐磨性，以及處於高溫或低溫條件下工作的軸，常採用合金鋼。
必須指出：在一般工作溫度下（低於200℃），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時，所根據的是強度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉剛度。但也應當注意，在既定條件下，有時也可以選擇強度較低的鋼材，而用適當增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。
各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強化處理（如噴丸、滾壓等），對提高軸的抗疲勞強度都有著顯著的效果。
高強度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成複雜的形狀，且具有價廉，良好的吸振性和耐磨性，以及對應力集中的敏感性較低等優點，可用於製造外形複雜的軸。
