Một số vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong điêu khắc bao gồm đồng, các loại đá khác nhau, thép hàn và gỗ. Kho vật liệu của nhà điêu khắc không thay đổi quá nhiều qua các thời đại vì nó liên tục được thêm vào.
Những ví dụ sớm nhất về điêu khắc là những bức phù điêu thời tiền sử được chạm khắc trên đá. Sau đó là những bức tượng và tượng đài đặc biệt của Ai Cập cổ đại, được đục từ đá phiến, thạch cao và đá vôi. Trong khi đó, ở Lưỡng Hà, các vật liệu nhẹ hơn như đất sét, gỗ và vỏ sò đang được sử dụng và thường được hoàn thiện bằng vàng lá tinh xảo.
Ở Aegean, nền văn minh Minoan của đảo Crete được biết đến với việc sử dụng ngà voi và đất nung cũng như vàng khối.
Người Hy Lạp cổ đại nổi tiếng với các tác phẩm điêu khắc bằng đá vôi, đồng và đá cẩm thạch, nhưng họ cũng có thể sử dụng gỗ. Bất chấp quan niệm chung về tác phẩm điêu khắc Cổ điển là màu trắng hoặc không màu, người Hy Lạp đã sơn các bức tượng của họ bằng màu sắc tươi sáng.
Trong thời kỳ Phục hưng, đá cẩm thạch vẫn được ưa chuộng, cùng với sự ra đời của Lucia della Robbia về đất nung tráng men.
Ngày nay, các vật liệu hiện đại thường xuyên được sử dụng trong các tác phẩm điêu khắc cùng với những bậc tiền bối đã thành danh của họ. Chẳng hạn, nhà điêu khắc đương đại Ron Mueck sử dụng sợi thủy tinh, silicon và nhựa thông ngoài đất sét và thạch cao để tạo nên những tác phẩm điêu khắc siêu thực về người của mình.
