髋关节和膝关节是受力复杂的负重关节，在负重情况下，假体同时承受拉、压、扭转和界面剪切及反复疲劳、磨损的综合作用。因此要求假体材料必须具有中等的强度、塑性和抗疲劳、抗磨损、腐蚀性能。整个关节的安全乘载能力至少应大于7倍体重。除此之外，由于假体长期植入体内，材料应具有良好的生物相容性，无毒副作用，耐体液的化学腐蚀和电化学腐蚀，还希望比重轻，弹性模量接近于人的皮质骨。鉴于这种情况，对于人工关节制作所使用的材料有严格的要求。
人工关节不同的部件由不同的材料制成，并且通过适当的方法将人工关节假体固定在骨组织上，假体的关节表面要进行抛光处理。目前，钴、钛、钢铁基合金金属材料组成人工髋关节的股骨头、膝关节的股骨髁的表面，超高分子聚乙烯材料组成人工髋关节的髋臼股份、人工膝关节的胫骨平台部分，聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥用于人工关节假体与骨组织的固定。
近年来，新的研究成果不断应用于人工关节置换术的临床实践。生物陶瓷材料正被研制并广泛用于临床；假体表面的预处理，以增加假体与骨的固定效果，防止松动、脱离；通过改变合金化学成分和改进加工工艺，以解决假体柄的磨损、疲劳断裂和松动问题；新的骨水泥使用技术及更符合人体生物力学特性的假体形状的设计，提高了假体的固定效果，减少了假体松动的并发症；提高手术技术，设计更为精确的手术定位安装器械，目前设计的定位器械日益精确，在绝大多数情况下都能保证假体的良好位置。
常用的人工关节植入材料有：
1、金属合金；
2、高分子材料；
3、陶瓷材料。
常用的金属可分为钛基（钛及钛合金）、钴基（钴铬、钴镍合金、钴铬钼等）和铁基（不锈钢）3类。高分子材料是指超高分子聚乙烯，主要制作髋臼杯假体及髋臼杯假体内衬。氧化铝、氧化锆陶瓷惰性稳定性好，在人工关节中可用于人工全髋关节的头臼部分。在体内和体外实验中，氧化铝及氧化锆的人工关节面的磨蚀及磨损率均明显降低。
根据人工全髋关节头臼的不同材料，其关节面的组成部分有：
1、金属－聚乙烯；
2、陶瓷－聚乙烯；
3、金属－金属；
4、陶瓷－陶瓷。
其中前两种组合是目前常用的方式。近些年来，后两种组合的使用越来越多，并在经受时间的检验。
根据人工全髋关节假体不同的固定方法，分为：
1、非骨水泥生物固定；
2、骨水泥固定。
