轧辊按材质主要分为铸铁轧辊、铸钢轧辊和锻钢轧辊三大类。其中铸铁轧辊的碳含量在2. 50/0~3.5%左右，它又可细分为冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊、高铬铸铁轧辊和球墨铸铁轧辊四大类。铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类，基体组织主要有奥氏体、铁索体、珠光体、贝氏体和马氏体，石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种。

铸钢轧辊包括了钢轧辊和半钢轧辊，钢轧辊碳含量低，故硬度较低，其组织一般由铁素体和珠光体组成，随着碳含量增加，铁素体量减少，珠光体量增加。为提高硬度，可加入铬、镍、锰、钼、钒等合金元素，或者进行特殊热处理。

由于钢轧辊具有高的抗拉强度和韧性，适用于轧制温度高、轧制载荷大的开坯轧机或初轧机，也可用做支撑辊。如进行特殊热处理，得到HS90以上的高硬度，亦可用做冷轧工作辊。

半钢轧辊碳含量在铸钢轧辊和铸铁轧辊之间，其硬度比一般铸钢轧辊高，比铸铁轧辊低。半钢轧辊的主要特点是内部硬度降落很小，因此，特别适用于制造深孔型轧辊。半钢轧辊材质中若增加硅含量，通过石墨化处理，具有高的抗热裂性和强韧性，作为初轧机开坯轧辊、大型型钢粗轧辊、开坯连轧机轧辊和热轧带钢连轧机立辊，可获得良好的轧制效果。

锻钢轧辊通过冶炼、锻造、热处理，使轧辊辊身工作层具有高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力，同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。锻钢轧辊具有的这一独特性能，使其在冷轧以及有色轧制方面，有着铸造轧辊不可替代的优势。