气缸套的材料，除了必须具有足够的机械强度和热度之外，还必须有很好的耐磨性、耐腐蚀性、保油性和润滑性，而其中最主要的是耐磨性。目前，气缸套常用的材料有球墨铸铁、高磷铸铁和合金铸铁。
球墨铸铁气缸套
球墨铸铁具有致密强韧的珠光体基体和球状分布的石墨，强度比普通铸铁高一倍；抗穴蚀性和耐磨性也都是比普通铸铁好。但是由于球化石墨表面积较小，其保油性比石墨片状分布的普通铸铁差，在润滑条件不良时，容易出现局部干摩擦而导致“拉缸”。为获得较好的润滑条件，希望石墨球粒的尺寸越小越好。球墨铸铁气缸套经过适当的研磨和热处理，可以得到良好的研磨表面。球墨铸铁的缺点是铸造工艺比普通铸铁复杂，成本较高。
高磷铸铁气缸套
一般铸铁中添加磷的成分达到0.3~0.8% 时称为高磷铸铁，磷在铸铁中形成网分布的三元共晶体，从而提高硬度而获得良好的耐磨性。其耐磨性与球墨铸铁气缸套相接近，但工艺性比球模型铸铁好，省工时，而且磷还可以改变耐腐蚀性能。高磷铸铁的缺点是：由于含磷量增多，材质变脆，而且容易产生缩孔，造成废品。
合金铸铁气缸套
在铸铁中添加镍、铬、铜等合金元素后得到的各种合金铸铁。添加合金元素可以使材料组织均匀，珠光体致密，或促进高硬度的碳化物形成，进一步提高强度、耐磨性和耐腐蚀性。合金铸铁缺点是要消耗贵重金属，熔炼铸造工艺复杂，加工较困难，成本也高。
此外，制造气缸套材料还有：含硼铸铁、稀土钙铸铁、钛钒铸铁、磷钒铸铁以及奥式铸铁等。在一些强化的内燃机中，还采用氮化钢来制造气缸套。因为氮化钢的耐热性和耐腐蚀性都很好。在500℃时，氮化层的硬度下降很少，可以保证在工作温度下的耐磨性。
为了提高耐磨性、耐腐蚀性，还可以采用镀铬、淬硬、喷镀金属钼或其它耐磨性合金等表面的处理的方法。
气缸套的材料和表面处理方法，要根据内燃机的具体用途、强化程度、使用寿命和制造成本等要求来选择。
例如在使用中以磨料磨损为主的拖拉机、工程机械的内燃机气缸套，多数采用球墨铸铁、高磷铸铁或者合金铸铁等来制造；对于使用中以磨料磨损为主，同时又兼有腐蚀磨损的农用内燃机的气缸套，有时采用奥式铸铁；而磨料磨损比较严重，同时产生熔着磨损倾向又较大的车用强化内燃机，特别是坦克内燃机的气缸套则多采用钢来制造，并对其镜面氮化或镀铬。
