在精密機械領域應用的材料，按用途的不同，可分為結構材料和功能材料兩大類。結構材料通常是 指工程上要求強度、硬度、韌性和耐磨性等力學性能的材料。而功能材料指的是 具有聲、光、電、熱、磁等功能的材料。
按材料的特點及性質，一般將材料分為金屬材料和非 金屬材料。而非 金屬材料又可分為無機非 金屬材料和有機材料。
金屬材料是 精密機械中應用較廣的材料，可分為有色金屬材料和黑色金屬材料兩類。黑色金屬材料是 鐵基金屬合金，包括碳鋼、鑄鐵及各種合金鋼。大理石平臺其余的金屬材料都屬于有色金屬材料，如鋁、鈦、鎂、銅及其相應的合金等。
有機材料包括塑料、橡膠和合成纖維等。這類材料具有較高的強度、良好的塑性及耐腐蝕性、較好的絕緣性和密度小等特點，是 目前發展很快的新型材料。無機非 金屬材料一般指金屬和有機材料之外的材料。陶瓷是 目前發展較快的無機非 金屬材料。陶瓷包括硅酸鹽材料(如玻璃、陶瓷、瓷器、水泥和耐火材料等)和氧化物類材料。
常用結構材料簡介：
1)鋼材
 傳統結構材料是 鋼材，按化學成分不同分為碳素鋼和合金鋼，按用途分為結構鋼、工具鋼和特殊性能鋼。它成本低，被廣泛應用于機械裝備領域。
2)鑄鐵
鑄鐵是 傳統的制造床身和導軌的材料，它的優點是 工藝性好。一般選用耐磨性好，熱膨脹系數低，對振動衰減能力強，并經時效消除內應力的合金鑄鐵做精密機床的床身和導軌。
3)鋁合金
為了減輕工作臺運動部分質量，提高系統動態性能也有采用鋁合金。鋁合金分鑄鋁合金和硬鋁合金。鑄鋁合金較常用的是 硅鋁合金，如ZL-7等。它鑄造性能良好，切削性能較差且有足夠的強度、良好的塑性和耐蝕性。常用于制造光學儀器和精密機械的殼 體和支座。硬鋁合金經軋制成材，如鋁棒、鋁板等，花崗石構件廣泛用于制造光學儀器和精密機械中的結構零件。
4)殷鋼
殷鋼(又稱低膨脹合金、因瓦合金)的特點是 具有幾乎為零的膨脹系數，主要應用于環境溫度波動時要求尺寸恒定不變的元件，以保證儀器儀表、整機的性能精確度，其在超精密機床中也得到了應用，如美國LLNL開發的LODTM機床就應用了殷鋼作為結構材料。
5)花崗石
花崗石比鑄鐵長期尺寸穩定性好，熱膨脹系數低，對振動的衰減能力比鋼鐵要高很多倍(約巧倍)，硬度高耐磨并不會生銹。用花崗巖作超精密機床的床身和導軌是 比較好的。花崗石的主要缺點是 它的吸濕性，吸濕后產生微量變形，影響精度。
6)樹脂混凝土
樹脂混凝土(人造花崗石)，針對花崗石不能鑄造成形且有吸濕性的問題，國外提出了人造花崗石。人造花崗石由花崗石碎粒用樹脂粘結而成。用不同粒度的花崗石組合可提高人造花崗石的體積比(可達90%~95%)，使人造花崗石有優良的性能，不僅可鑄造成形，吸濕性低，并對振動的衰減能力加強。
7)氧化鋁陶瓷
工程結構陶瓷由于其高強度、高硬度和耐高溫、耐輻射、抗腐蝕等優點已逐漸成為工程技術特別是 技術的關鍵材料，大理石量具 將工程結構陶瓷應用在精密平臺上是 一種發展趨勢。氧化鋁陶瓷具有很高的硬度、高的彈性模量，具有優良的力學性能。日本東京工業大學制造的分辨率可以達到2nm直線電機精密平臺，就是 利用氧化鋁陶瓷作為平臺的結構材料。
8)石英陶瓷
石英陶瓷作為結構陶瓷多應用在玻璃、冶金、電工、航空航天等行業。主要利用其熱導率低、熱膨脹系數小、電性能好等優點。但其應用于精密平臺還未見報道。
9)零膨脹玻璃
微晶玻璃是 20世紀70年代發展起來的多晶陶瓷新型材料。它兼有玻璃和陶瓷的優點，具有常規材料難以達到的物理性能。微晶玻璃采用一種不同于陶瓷的制造工藝，與普通玻璃相近，但特性與陶瓷卻迥然不同。由于鏗鋁硅微晶玻璃的晶化程度高，又具有超細的微晶結構，并且質地均勻致密，因而機械力學性能優良。鏗鋁硅微晶玻璃的機械強度比一般玻璃高很多，抗彎強度一般為90~200MPa，彈性模量為80000~100000MPa，約為普通玻璃的1.5倍，硬度比高碳鋼、花崗巖還高，接近淬火鋼的硬度，具有良好的耐磨性能。
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