生物相容性，发生排异反应的概率低。化学稳定性，耐腐蚀，不吸收、老化，对人体无毒无害。高硬度和更轻的质量，拥有接近人骨的弹性。具有良好的塑形性，更好还原头颅轮廓。头颅骨影像检查兼容，复查无干扰伪影，不影响复查结果。隔绝温度，不会使术后修补处对冷热敏感，同时不导电。手术中使用方便、简单。来源方便、价格低廉。END
早期应用于颅骨修补的材料有机玻璃：有机玻璃是一种质地坚硬，但脆性大的材料。因为裁切不方便，使用时需要热塑性，施行手术比较麻烦，术后并发症较多已被渐渐弃用。骨水泥：骨水泥由于塑形效果不好，容易发生排异感染反应也被颅骨修补渐渐弃用。现在多用于人工关节、骨缺损和脊椎骨折等。硅橡胶片：硅橡胶片可以根据三维塑形，除了一些细节处基本能较好还原头颅骨，手术操作比较方便。但因为抗撕裂能力较差，颅骨缝合时可能出现香蕉撕裂现象，并发症较多，在颅骨修补应用上也逐渐减少。自体骨：自体骨一般是骨瓣分离时自身的颅骨，应用于颅骨修补术后癫痫率较低，但保存比较困难。因为血供被切断，如果时间较长重新复位也是死骨，可能发生没有预防办法的骨吸收，因此骨瓣分离需要较长时间复原的一般采用其他材料。
现在临床应用较为广泛的材料钛网作为应用最广泛的材料，具有良好的生物相容性和化学稳定性，发生排异反应的概率要比以往的有机玻璃、骨水泥、硅橡胶片等更低。钛金属网质轻强度较高、对人体无毒无害，采用电脑三维塑形，除额结节、顶结节和眉弓、鼻根等细节处难以塑形，基本能还原头颅骨。缺点是钛网属于金属材料，隔绝温度能力差、导电导热会对头皮造成较大的刺激，复查时有金属伪影，受力变形等问题。
临床上最理想的颅骨修补材料从2000年开始应用于颅骨修补的PEEK（聚醚醚酮）是最接近人骨的修补材料，除了价格较为昂贵外，PEEK几乎拥有颅骨修补材料所有应具有的特性。它作为颅骨修补材料具有的生物相容性、化学稳定性、绝缘性、隔热性、硬度、弹性优于钛网，也可以采用电脑三维塑形还原头颅骨，放射线可透不影响术后复查。在对比PEEK、钛网、自体骨三种材料发现，PEEK不管在手术失败率还是术后并发症率均低于钛网和自体骨。