Чаще всего тормозные диски изготовляют из чугуна. Популярность этого материала объясняется хорошими фрикционными свойствами и невысокой стоимостью производства. Наряду с этими преимуществами, чугун имеет ряд существенных недостатков, которые ограничивают его использование в некоторых типах транспортных средств – спортивных машинах и мотоциклах. При регулярных интенсивных торможениях, вызывающих значительное повышение температуры (400 С и выше), возможно коробление диска, а если на его перегретую в таких режимах поверхность попадает вода, например, из лужи, чугунный диск покрывается сетью трещин и иногда даже рассыпается. Кроме того, такие диски очень тяжелые, и после длительных стоянок их рабочая поверхность покрывается коркой ржавчины. Чтобы избежать этих недостатков, диски, в большей степени мотоциклетные и значительно реже автомобильные, начали делать из «нержавейки». Более слабые фрикционные свойства этого материала компенсировали увеличением диаметра дисков и их рабочей поверхности. Для изготовления этой ответственной детали тормозной системы используют и обычную сталь, которая, как и «нержавейка», не столь чувствительна к перепадам температур и обладает несколько худшими фрикционными свойствами, чем чугун.
В 70-е годы на раллийные машины начали устанавливать тормозные диски из углепластика – карбоновые. Этот материал имеет лучшие фрикционные свойства, не коробится и весит меньше чугуна. Благодаря последнему свойству уменьшился вес неподрессоренных и вращающихся масс, что положительно сказалось на ходовых качествах автомобилей. В массовых моделях машин карбоновые диски не нашли широкого применения по той причине, что они обеспечивают хорошие тормозные свойства при температурах выше 200 С. Обычному автомобилю выйти на такой режим сложно, поэтому карбон прижился только на спортивных болидах.
Еще позже появились керамические диски. По своим свойствам они находятся между чугунными и карбоновыми, не склонны к короблению, не боятся перегрева и продолжают нормально функционировать, даже раскалившись до 1000 С. Для эффективной работы также требуют частичного прогрева, поэтому больше подходят для активного вождения и устанавливаются на серийных спорткарах Merсedes-Benz CL 55AMG, SLR и Porsche Carrera GT.
Стоит заметить, что диски двух последних типов имеют значительно большую стоимость, чем стальные и чугунные.