Materiały stosowane w ramach rowerów ewoluowały od najwcześniejszej stali chromowej-molibdenowej do stopów aluminium, a następnie do materiałów kompozytowych, takich jak włókno węglowe. Inne materiały obejmują stopy skandu, stopy magnezu i stopy tytanu. Producenci stale badają nowe składy materiałów, ulepszają możliwości projektowania rur i konstrukcji oraz wprowadzają innowacje w technologiach przetwarzania, a wszystko po to, aby ramy były lżejsze, mocniejsze, wygodniejsze, bardziej opływowe i estetyczne. Gęstość jest jednym z kluczowych czynników decydujących o wadze ramy roweru; im niższa gęstość, tym lżejsza może być rama. Stal chromowo--molibdenowa ma gęstość 7,9, stopy aluminium 2,6-2,9, tytan 4,5, stopy tytanu 4,3–5,1, kompozyty z włókna węglowego 1,6 i stopy magnezu 1,7. Tym samym największą gęstość ma stal chromowo-molibdenowa, a najniższą kompozyty z włókna węglowego. Jednak oprócz ciężaru ramy należy wziąć pod uwagę również wytrzymałość na rozciąganie i moduł sprężystości. Dlatego nawet przy niskiej gęstości niewystarczająca wytrzymałość jest również niepożądana.
Obecnie głównymi materiałami używanymi do produkcji ram rowerowych są: stal, stopy aluminium, stopy tytanu, stopy magnezu, stopy skandu i włókno węglowe. Ramy powszechnie spotykane na rynku wykonane są głównie ze stali, stopów aluminium, stopów tytanu i włókna węglowego. Stopy skandu i stopy magnezu są materiałami stosunkowo nowymi i mniej powszechnymi.
