汽車油箱的材質主要有金屬和塑料兩類。

金屬材質常見的有鐵皮和鋁合金。鐵皮油箱過去使用較多，但它較重且耐腐蝕性能一般。鋁合金油箱則更輕，能減輕汽車重量，耐腐蝕性能也好，很多重型卡車都采用。

塑料油箱通常由人工樹脂材料制成，具有重量輕、耐腐蝕、絕緣性和延展性好、抗沖擊性強、可塑性高的優點。大部分私家車現在用的就是塑料油箱。塑料油箱的韌性和強度往往優于金屬油箱，在碰撞摩擦或擠壓時不易損壞。工程塑料油箱即使受到較大程度撞擊變形，可能只是變形后自動回彈，且在同樣的摩擦過程中不會產生明火，溫度也更可控，所以對于油箱位置特殊的車型，比如一些越野車，塑料油箱是很科學的選擇。

貨車多使用金屬油箱，其中 80%以上的大型客貨車會選用鋁制油箱，因為鋁材的防銹和防腐蝕能力更強。

早期汽車油箱還有用天然樹脂材料的，這種油箱抗擠壓性不錯，但比較重且不耐腐蝕，接縫處易出現鐵渣堵塞油路。

總之，汽車油箱材質的選擇要綜合考慮車輛類型、使用環境等多方面因素。