当前自行车车架主要采用铝合金、碳纤维、钛合金及高强度钢四类材料。碳纤维复合材料凭借极高的比强度与比刚度，成为高端公路车与山地车可优先参考，而铝合金则以成本与加工性优势占据中端市场主流。
碳纤维车架多采用模压成型与管对管手工铺层工艺，结合EPS内芯与气囊加压技术实现轻量化与刚性优化；铝合金车架则以6061或7005合金为主，通过水压成型与三轴数控弯管后T6热处理提升强度与耐久性。
车架设计需平衡刚性、重量、舒适性与疲劳寿命，现代趋势是采用非对称后叉、锥形头管与内走线一体化设计，以满足碟刹、电子变速及更宽胎的兼容需求。