Materialen som används för sensorprocessorer består vanligtvis huvudsakligen av halvledarmaterial-specifikt kisel-på grund av kiselets utmärkta elektriska ledningsförmåga och låga produktionskostnader. Som grundmaterialet för de flesta elektroniska enheter och processorer används kisel i stor utsträckning vid tillverkning av sensorprocessorer, särskilt vid produktion av integrerade kretsar (IC) och mikroprocessorer. Silicon levererar inte bara den elektriska prestandan som krävs utan bibehåller också stabil drift över ett brett temperaturområde, och tillgodoser därmed olika miljökrav.
Med framsteg inom tekniken kan vissa avancerade sensorprocessorer även innehålla material som galliumnitrid (GaN) och kiselkarbid (SiC). GaN och SiC har överlägsen elektronrörlighet och förbättrat strålningsmotstånd, vilket gör att de kan leverera överlägsen prestanda i hög-effekt- och hög-applikationer. Dessa material används ofta i hög-elektroniska enheter och specialiserade sensorprocessorer som kräver exceptionell effektivitet-särskilt i scenarier som kräver hög-precision och hög-behandlingskapacitet.
Sensorprocessorer kan också använda keramik eller metall-baserade material. Dessa material erbjuder förbättrat motstånd mot höga temperaturer, korrosion och mekaniska stötar, vilket gör dem väl-lämpade för användning i sensorprocessorer som används i flyg-, militär- och vissa industriella kontrollsystem.