齒輪的制造材料和熱處理工藝對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。
20世紀50年代以前，齒輪多采用碳鋼，60年代采用合金鋼，70年代采用表面硬化鋼。
根據硬度，齒面可分為軟齒面和硬齒面。
軟齒面齒輪承載能力低，但制造容易，跑合性強，傳動尺寸和重量不嚴格限制，一般機械制造量小。
由于配套齒輪中，小齒輪的負荷偏重，所以為了使大小齒輪的工作壽命大致相同，小齒輪的硬度一般會高于大齒輪的硬度。
為了提高硬度，硬齒表面齒輪承載力高，切割后淬火，表面淬火或滲碳淬火。
然而，在熱處理中，齒輪不可避免地會變形，因此在熱處理后進行切割、研磨或精細切割，以變形引起的偏差，提高齒輪的精度。
