竹は釣り竿の材料となっているように物理的な力に対しての反発力があり、フレーム素材として適切な素材として成り立つ要素を持っており、樹脂で固めた竹製フレームが存在する。ただこれも木材と同様、少数の需要で成り立つ少数生産である。
素材の形状.
過去のフレームは、単純に細い鉄パイプを組み合わせただけのような形状をしていた。しかし、現在では、軽量化や強度の向上のために、様々な工夫がなされている(注:下にあげた技術に対する呼称はメーカーごとに異なる)。主に金属のチューブを前提としたものを記す。
メガチュービング.
アルミフレームが普及する前の自転車フレームはスチールが主であり、アルミフレームも当初はパイプ外径などで既存のスチールパイプの寸法を模倣していた、ところが比重が軽いアルミニウムの長所をより有効に活用するため、パイプの径をクロモリよりも太くし肉厚をそれまでよりも薄くさせる事によって剛性をあげ、より軽量にしたのがメガチュービングである。現在、ほぼ全てのアルミフレームが採用している他、カーボンフレームでもほぼ全てがメガチュービングを採用している。クロモリにおいてもダウンチューブにオーバーサイズパイプと言われる外径の若干太いパイプを同様の理由で用いていた時期もあったが、実質レース用フレームとして使われなくなってからその必要性を失ったこともあり最近ではあまり見かけない。
偏平チューブ、トライアングルチューブ.
偏平チューブはパイプの断面を楕円形に、トライアングルチューブは断面を三角形に近くしたもの。どちらもメガチュービングの発展型である。偏平チューブはパイプを従来の真円から、力のかかる方向や、空気抵抗を避けるために楕円形に変形させることにより、フレームの性能をあげるものである。トライアングルチューブもパイプに角を作る事により、剛性を調整するものである。
接合方法.
一体形成による構造が実用化されるまでは、自転車の主構造はパイプを組み合わせたものであった、概ね以下の方法で結合され、フレームとして作られていた。
ラグ接合法.