Materijali koji se koriste za senzorske procesore obično se sastoje prvenstveno od poluvodičkih materijala-posebno silicija{1}}zbog odlične električne provodljivosti silicijuma i niskih troškova proizvodnje. Kao temeljni materijal za većinu elektronskih uređaja i procesora, silicijum se široko koristi u proizvodnji senzorskih procesora, posebno u proizvodnji integrisanih kola (IC) i mikroprocesora. Silicijum ne samo da pruža potrebne električne performanse, već i održava stabilan rad u širokom temperaturnom opsegu, čime se prilagođava različitim zahtevima životne sredine.
Sa napretkom u tehnologiji, određeni vrhunski-procesori senzora mogu također sadržavati materijale kao što su galijum nitrid (GaN) i silicijum karbid (SiC). GaN i SiC posjeduju superiornu pokretljivost elektrona i poboljšanu otpornost na zračenje, što im omogućava da isporuče superiorne performanse u aplikacijama velike-i visoke{3}}frekvencije. Ovi materijali se često koriste u-elektronskim uređajima velike snage i specijalizovanim procesorima senzora koji zahtijevaju izuzetnu efikasnost-posebno u scenarijima koji zahtijevaju visoku-preciznost i velike-mogućnosti obrade.
Senzorski procesori također mogu koristiti keramičke ili metalne{0}}materijale. Ovi materijali nude poboljšanu otpornost na visoke temperature, koroziju i mehanički udar, što ih čini -pogodnim za upotrebu u senzorskim procesorima koji se koriste u svemirskim, vojnim i određenim industrijskim kontrolnim sistemima.