齿轮主要是用来传递扭矩和改变传动方向，有的齿轮仅起分度定位作用。各类齿轮的转速可以相差很大，齿轮的大小和工作环境也有很大差别。作为齿轮的材料具有以下主要性能：①高的弯曲疲劳强度和高的接触疲劳强度；②齿面有高的硬度和耐磨性；③轮齿心部要有足够的强度和韧性。
一些低速、低应力、低冲击载荷条件下工作的齿轮，可用HT250，HT350，QT600-3，QT700-2等制造。例如，汽车发动机上的凸轮、齿轮，用铸造成形法制造毛坯，硬度为170～229 HB。
对于较为重要的齿轮，一般都用钢制造。其中传递功率大、接触应力大、运转速度高而又受较大冲击载荷的齿轮，通常选择低碳钢或低碳合金钢，如20Cr，20CrMnTi等制造，并经渗碳及渗碳后热处理，最终表面硬度要求为56～62 HRC，心部硬度为30～40 HRC，渗碳层深度可在0．9～1．22 mm间选择。属于这类齿轮的一般有精密机床的主轴传动齿轮、走刀齿轮和变速箱的高速齿轮。
对于小功率齿轮，通常选择中碳钢，并经表面淬火和低温回火，最终表面硬度要求为52～58 HRC或45～50 HRC，心部硬度为28～35 HRC。属于这类齿轮的通常是机床的变速齿轮。其中硬度较低的，用于转速较低的齿轮；硬度较高的，用于运转速度较高的齿轮。对于高速齿轮，一般选择中碳钢或中碳合金钢，在调质后进行高频淬火处理。
应当指出，在满足齿轮工作要求的前提下，齿轮材料的选择和随后的表面强化热处理工艺是可改变的。机床齿轮表面强化热处理，高频加热淬火、渗碳淬火以外，还可选用55TiD，60TiD等低透性钢并进行高频加热淬火，以代替部分低碳钢或低碳合金钢的渗碳处理。
由于齿轮的尺寸和类型不同，所采用的成形方法也是不一样的，小型不重要及受力不大的齿轮可用圆钢直接作为毛坯，对于中小型重要受力齿轮采用锻造的方法制作齿轮坯；中大型齿轮，特别是有轮辐结构的应采用铸钢、球铁为毛坯。另外，带轮、飞轮、手轮类受力不大或以承压为主的轮类零件应采用灰铸铁。
