Materijali koji se koriste za procesore senzora obično se prvenstveno sastoje od poluvodičkih materijala-točnije silicija-zbog izvrsne električne vodljivosti silicija i niskih troškova proizvodnje. Kao temeljni materijal za većinu elektroničkih uređaja i procesora, silicij se naširoko koristi u proizvodnji senzorskih procesora, posebice u proizvodnji integriranih sklopova (IC) i mikroprocesora. Silicij ne samo da pruža potrebne električne performanse, već također održava stabilan rad u širokom temperaturnom rasponu, čime se prilagođava različitim zahtjevima okoliša.
S napretkom tehnologije, određeni-procesori senzora vrhunske kvalitete također mogu sadržavati materijale kao što su galijev nitrid (GaN) i silicij karbid (SiC). GaN i SiC posjeduju superiornu pokretljivost elektrona i poboljšanu otpornost na zračenje, što im omogućuje postizanje vrhunskih performansi u primjenama velike-snage i visoke{3}}frekventnosti. Ovi se materijali često koriste u-elektroničkim uređajima velike snage i specijaliziranim senzorskim procesorima koji zahtijevaju iznimnu učinkovitost-osobito u scenarijima koji zahtijevaju visoku-preciznost i velike-mogućnosti obrade.
Procesori senzora također mogu koristiti keramičke ili metalne -materijale. Ovi materijali nude poboljšanu otpornost na visoke temperature, koroziju i mehaničke udare, što ih čini-prikladnima za upotrebu u senzorskim procesorima koji se koriste u zrakoplovnim, vojnim i određenim industrijskim kontrolnim sustavima.