Heykelde kullanılan en yaygın malzemelerden bazıları bronz, çeşitli taş türleri, kaynaklı çelik ve ahşaptır. Heykeltıraş'ın malzeme repertuarı, çağlar boyunca sürekli olduğu kadar değişmedi için eklendi.
En eski heykel örnekleri, kayaya oyulmuş bulunan tarih öncesi kabartmalardır. Daha sonra kayrak, kaymaktaşı ve kireçtaşından oyulmuş, Eski Mısır'ın kendine özgü heykel ve anıtları geldi. Bu arada, Mezopotamya'da daha hafif olan kil, tahta ve kabuk malzemesi kullanılmış ve genellikle hassas altın yapraklarla bitirilmiştir.
Ege’de Girit’teki Minos uygarlığı, fildişi ve pişmiş toprakların yanı sıra katı altın kullanımıyla da bilinir.
Eski Yunanlılar kireçtaşı, bronz ve mermer heykelleri ile tanınırlar, ancak muhtemelen odunlardan da faydalanmışlardır. Klasik heykellerin beyaz veya renksiz olduğu yönündeki ortak anlayışa rağmen, Yunanlılar heykellerini parlak renklerle boyadılar.
Rönesans döneminde mermer, Lucia della Robbia'nın sırlı pişmiş toprak ürün tanıtımıyla birlikte popüler kaldı.
Günümüzde, modern malzemeler düzenli olarak, bilinen atalarının yanı sıra heykellerde kullanılıyor. Çağdaş heykeltıraş Ron Mueck, örneğin, hiper-gerçekçi insan heykellerini yapmak için kil ve sıvaya ek olarak fiberglas, silikon ve reçineyi kullanıyor.
