Измењивачи топлоте могу бити направљени од низа различитих материјала, иако се метали, као што је нерђајући челик, обично користе због њихове способности да апсорбују и проводе топлоту. Поред метала, за израду измењивача топлоте могу се користити и керамика, метални и керамички композити и пластика. Сваки од ових материјала нуди своје предности, што их чини погодним за различите примене.
Метали нуде добру топлотну проводљивост, апсорпцију топлоте и отпорност на високе температуре, али керамика се може користити за апликације на вишим температурама од преко 1000 степени, које би растопиле метале попут бакра, гвожђа и челика. Керамика се такође користи са високим и ниским температурама абразивних и корозивних течности.
Пластика, или полимери, такође могу да се одупру корозији и прљању, као и да су јефтинији и лакши од метала. Иако се могу конструисати да имају добру топлотну проводљивост, пластика генерално није погодна за апликације на високим температурама. Међутим, са хладнијим апликацијама, као што је грејање базена или туша, пластични измењивачи топлоте раде савршено добро.
Композитни измењивачи топлоте пружају предности својих матичних материјала, као што су мања тежина и отпорност на корозију пластике уз топлотну проводљивост и отпорност на топлоту керамике или метала.
Други материјали се такође истражују за употребу у измењивачима топлоте, као што су мале угљеничне наноцеви, које се користе као хладњаци за уклањање топлоте за електронске уређаје због својих одличних својстава проводљивости топлоте.