Varmevekslere kan være lavet af en række forskellige materialer, selvom metaller, såsom rustfrit stål, almindeligvis anvendes på grund af deres evne til at absorbere og lede varme. Samt metaller, keramik, metal og keramik-baserede kompositter og plast kan bruges til at lave varmevekslere. Hvert af disse materialer har deres egne fordele, hvilket gør dem velegnede til forskellige anvendelser.
Metaller tilbyder god varmeledningsevne, varmeabsorption og høj temperaturbestandighed, men keramik kan bruges til anvendelser ved højere temperaturer på over 1000 grader, hvilket ville smelte metaller som kobber, jern og stål. Keramik bruges også sammen med høj- og lavtemperaturslibende og ætsende væsker.
Plast eller polymerer kan også modstå korrosion og tilsmudsning, såvel som at være billigere og lettere end metaller. Selvom de kan konstrueres til at have god termisk ledningsevne, er plast generelt ikke egnet til højtemperaturapplikationer. Men med køligere applikationer, såsom opvarmning af en swimmingpool eller bruser, fungerer plastvarmevekslere perfekt.
Kompositvarmevekslere leverer fordelene ved deres grundmaterialer, såsom plastiks lavere vægt og korrosionsbestandighed med den termiske ledningsevne og varmebestandighed af et keramik eller metal.
Andre materialer er også ved at blive udforsket til brug i varmevekslere, såsom små kulstof nanorør, som bliver brugt som varmefjernende køleplader til elektroniske enheder på grund af deres fremragende varmeledende egenskaber.