Bahan utama yang digunakan untuk pembuatan rangka sepeda antara lain: baja, alumunium alloy, titanium alloy, magnesium alloy, scandium alloy, carbon fiber, dll. Umumnya kusen yang tersedia di pasaran terbuat dari baja, alumunium alloy, titanium alloy, dan carbon fiber. Paduan skandium dan paduan magnesium adalah material yang relatif baru dan kurang umum.
Untuk memahami sifat-sifat bahan tersebut, perlu diketahui beberapa konsep dasar dan parameter:
1. Kekuatan. Bayangkan sebuah beban tergantung pada ujung batang logam yang lain, cukup berat untuk menyebabkan deformasi permanen. Artinya, ketika beban dihilangkan, batang logam tetap bengkok dan tidak dapat kembali sepenuhnya ke bentuk aslinya; ini disebut hasil. Gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hasil bervariasi tergantung pada materialnya; ini disebut kekuatan. Kekuatan berhubungan dengan ketahanan rangka tetapi tidak berhubungan dengan kualitas berkendara. Kekuatan ditentukan oleh kekuatan luluh material. Kekuatan hasil sangat dipengaruhi oleh kualitas rangka pipa, proses perlakuan panas, dan komposisi paduan (untuk beberapa merek).
2. Kekakuan (atau kekakuan) dapat digambarkan sebagai berikut: Bayangkan sebuah batang logam dengan salah satu ujungnya dipasang pada penjepit. Sebuah beban diberikan pada ujung yang lain, menyebabkan batang membengkok untuk sementara. Ketika beban dihilangkan, batang segera kembali ke bentuk aslinya. Bobot yang sama yang diterapkan pada material berbeda akan menghasilkan derajat tekukan yang berbeda; ini adalah kekakuan. Kekakuan mempengaruhi kualitas pengendaraan rangka sepeda karena rangka paling rentan terhadap perubahan bentuk selama pengendaraan normal. Kekakuan ditentukan oleh modulus elastisitas material, dan yang terpenting, modulus elastisitas tidak bergantung pada kualitas logam dan komposisi paduannya. Misalnya, semua jenis baja pada dasarnya mempunyai modulus elastisitas yang sama.
