齒輪主要是用來傳遞扭矩和改變傳動方向，有的齒輪僅起分度定位作用。各類齒輪的轉速可以相差很大，齒輪的大小和工作環境也有很大差別。作為齒輪的材料具有以下主要性能：①高的彎曲疲勞強度和高的接觸疲勞強度；②齒面有高的硬度和耐磨性；③輪齒心部要有足夠的強度和韌性。

一些低速、低應力、低沖擊載荷條件下工作的齒輪，可用HT250，HT350，QT600-3，QT700-2等制造。例如，汽車發動機上的凸輪、齒輪，用鑄造成形法制造毛坯，硬度為170～229 HB。

對于較為重要的齒輪，一般都用鋼制造。其中傳遞功率大、接觸應力大、運轉速度高而又受較大沖擊載荷的齒輪，通常選擇低碳鋼或低碳合金鋼，如20Cr，20CrMnTi等制造，并經滲碳及滲碳后熱處理，最終表面硬度要求為56～62 HRC，心部硬度為30～40 HRC，滲碳層深度可在0．9～1．22 mm間選擇。屬于這類齒輪的一般有精密機床的主軸傳動齒輪、走刀齒輪和變速箱的高速齒輪。

對于小功率齒輪，通常選擇中碳鋼，并經表面淬火和低溫回火，最終表面硬度要求為52～58 HRC或45～50 HRC，心部硬度為28～35 HRC。屬于這類齒輪的通常是機床的變速齒輪。其中硬度較低的，用于轉速較低的齒輪；硬度較高的，用于運轉速度較高的齒輪。對于高速齒輪，一般選擇中碳鋼或中碳合金鋼，在調質后進行高頻淬火處理。

應當指出，在滿足齒輪工作要求的前提下，齒輪材料的選擇和隨后的表面強化熱處理工藝是可改變的。機床齒輪表面強化熱處理，高頻加熱淬火、滲碳淬火以外，還可選用55TiD，60TiD等低透性鋼并進行高頻加熱淬火，以代替部分低碳鋼或低碳合金鋼的滲碳處理。

由于齒輪的尺寸和類型不同，所采用的成形方法也是不一樣的，小型不重要及受力不大的齒輪可用圓鋼直接作為毛坯，對于中小型重要受力齒輪采用鍛造的方法制作齒輪坯；中大型齒輪，特別是有輪輻結構的應采用鑄鋼、球鐵為毛坯。另外，帶輪、飛輪、手輪類受力不大或以承壓為主的輪類零件應采用灰鑄鐵。