Materiais usados em substituições do joelho combinam resistência, flexibilidade e conforto. Pessoas submetidas a procedimentos no joelho precisam funcionar no dia a dia com conforto e pouca ou nenhuma dor. A maioria dos componentes combina dois ou mais materiais básicos.
Metal é um dos materiais usados como parte do componente femoral, segundo Academia Americana de Cirurgiões Ortopédicos. Dispositivo curva na extremidade do fêmur e ajuda patela dobrar e esticar.
Plástico é material do componente tibial, que evita fêmur deslizar na tíbia. Partes plásticas ficam em bandeja de metal com amortecimento de poliuretano.
Componente patelar imita forma da patela e é construído de materiais de poliuretano.
Alguns materiais de substituição do joelho incluem titânio por sua resistência e durabilidade.
Instituto do Quadril e Joelho diz que cobalto é material durável usado em substituições por ser forte e suportar pressão da caminhada.