האיכות והבטיחות של אופני ילדים תלויים במידה רבה בחומרים העיקריים שבהם נעשה שימוש. כציוד ספורט שתוכנן במיוחד לילדים צעירים, בחירת החומרים חייבת לא רק לעמוד בדרישות של חוזק מכני, עמידות וקל משקל, אלא גם לעמוד בתקנים מחמירים של הגנה על הסביבה, אי-רעילות ובטיחות במגע. נכון לעכשיו, הגוף העיקרי ומרכיבי המפתח של אופני הילדים הנפוצים מכסים בעיקר מספר קטגוריות של חומרים, כולל המסגרת, הצמיגים, מערכת ההנעה והאביזרים. לכל חומר יש דגש משלו מבחינת ביצועים ומיקום פונקציונלי, הקובעים יחד את הישימות והפוטנציאל ההתפתחותי של כל האופניים.
השלדה, כשלד של כל האופניים, משפיעה ישירות על חוזק הרכב, משקלו ואורך חייו. האפשרויות המרכזיות כוללות פלדת פחמן גבוהה-, סגסוגת אלומיניום ופלסטיקה הנדסית. למסגרות פלדת פחמן גבוהות- בעלות קשיחות טובה ועמידות בפני פגיעות, והן זולות יחסית, מה שהופך אותן למתאימות לדגמים-תקדמיים. עם זאת, הם כבדים יותר עבור אותו חוזק, אשר אינו תורם לניתוח ממושך של ילדים. מסגרות מסגסוגת אלומיניום ידועות בקל משקל שלהן, עמידות בפני קורוזיה וחוזק גבוה. הם יכולים להפחית את המשקל הכולל של האופניים תוך הבטחת יציבות מבנית, מה שהופך אותם קלים יותר לנשיאה ולרכיבה של ילדים, ולכן נמצאים בשימוש נרחב בדגמים-בינוניים עד-גבוהים-. מסגרות פלסטיק הנדסיות משמשות בעיקר בדגמי פנאי קלים, ומציעות יתרונות כמו בידוד, עמידות בפני חלודה וקלות עיצוב. עם זאת, כושר נשיאת העומס ועמידות הפגיעה שלהם חלשים יותר מחומרי מתכת, והם משמשים בדרך כלל בדגמי ילדים לילדים צעירים יותר או לבעלי משקל קל יותר.
חומר הצמיגים הוא חיוני לחוויית הרכיבה ולבטיחות. צמיגי אופניים לילדים משתמשים בעיקר בחומרים מרוכבים מגומי, עם תערובות של גומי טבעי וסינטטי המציעות איזון של גמישות, עמידות בפני שחיקה ואחיזה. דפוסי הדריכה משתנים בהתאם לתרחיש השימוש: משטחים חלקים או רדודים מתאימים למשטחים פנימיים ומרוצפים, בעוד שדרכים עמוקות או דפוסי בלוקים משפרים את המתיחה על משטחים חיצוניים כגון חצץ ודשא. חלק מהדגמים הגבוהים-משתמשים במבני צמיגים מגומי מוקצף או חלת דבש כדי להפחית עוד יותר את המשקל ולשפר את בלימת הזעזועים, ולשפר את הנוחות.
רכיבי מערכת ההנעה כוללים בעיקר את השרשרת, גלגל השיניים והגלגל החופשי, העשויים ברובם מפלדת פחמן גבוהה- או פלדה מסגסוגת, עם ציפוי כרום או טיפול אלקטרופורטי כדי למנוע חלודה ולהפחית את מקדם החיכוך. השרשרת צריכה לשמור על מתח ושימון מתאימים כדי להבטיח שידור חלק ולהפחית רעש; דיוק פרופיל השן של גלגל השיניים והגלגל החופשי משפיע ישירות על יעילות ועמידות הרכיבה. מטעמי בטיחות, אופני ילדים רבים מצוידים בכיסוי מגן סגור לחלוטין בצד החיצוני של השרשרת. כיסויים אלה עשויים בדרך כלל מפלסטיק הנדסי חזק- או מסגסוגות אלומיניום, המונעים מבגדים או גפיים להיתפס בהם תוך שהם מספקים משיכה אסתטית והגנה מבנית.
ידיות, מושבים ואחיזה-ברכיבים הבאים במגע ישיר עם הרוכב-משתמשים לעתים קרובות בגומי רך, קצף EVA או-פלסטיק ידידותי לעור כדי לכסות בסיס מתכת או פלסטיק קשיח. חומרים אלו מספקים חיכוך מספק ואחיזה נוחה תוך הימנעות מאי נוחות או חריצים ממגע קשה. משטחי המושב מכוסים לרוב בבד נושם או בעור סינטטי-למניעת החלקה, והחלק הפנימי מלא בספוג אלסטי במיוחד או קצף זיכרון כדי לשפר את הנוחות והתמיכה במהלך רכיבות ארוכות.
לגבי תקני איכות סביבה ובטיחות, כל החומרים חייבים לעבור בדיקות בטיחות מוכרות לאומיות או בינלאומיות עבור צעצועים ומוצרי ילדים, כדי להבטיח שהם נקיים מפתלטים, מתכות כבדות וחומרים נדיפים מזיקים אחרים, ולא יפגעו בגוף האדם בשימוש רגיל ובלאי סביר.
בסך הכל, החומרים העיקריים של אופני ילדים משלימים זה את זה במונחים של מסגרת קלת משקל ו-חוזק גבוהה, צמיגים אחיזה ובולמי זעזועים,-הילוכים עמידים בפני שחיקה וחלודה- ומשטחי מגע נוחים ובטוחים. באמצעות בחירה מדעית ואופטימיזציה של תהליכים, ניתן להשיג איזון בין טיפול קל, ביצועים אמינים וחיי שירות תוך הבטחת בטיחות, מתן בסיס חומר מוצק לרכיבת ילדים.
