中、小型柴油机气缸盖通常采用铸造铁材料。铸铁具有良好的耐磨性、耐高温性和强度，适合承受柴油机高温高压环境下的工作条件。常见的铸铁材料有灰铸铁、球墨铸铁等，它们在机械加工性能和物理性能方面都能满足要求。
为了提高气缸盖的耐用性和轻量化，现代柴油机气缸盖也开始采用铝合金材料。铝合金具有低密度、高比强度和良好的导热性，能够在减少重量的同时提供足够的强度和散热性能。同时，铝合金还具有较好的抗腐蚀性能，能够防止柴油机在潮湿环境下发生腐蚀和氧化。
此外，一些高端中、小型柴油机气缸盖还采用了复合材料。复合材料是由两种或多种材料组成的复合结构,具有较高的比强度和强度与质量比，可提供更好的性能。常用的复合材料有碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料，它们具有优秀的机械性能和抗疲劳性能，能够满足柴油机高强度和耐久性的要求。