Certains des matériaux les plus couramment utilisés dans la sculpture comprennent le bronze, divers types de pierre, l'acier soudé et le bois. Le répertoire de matériaux du sculpteur n'a pas autant changé à travers les âges qu'il l'a été continuellement ajouté à.
Les premiers exemples de sculpture sont des reliefs préhistoriques taillés dans la roche. Plus tard, vinrent la statuaire et les monuments distinctifs de l'Égypte ancienne, ciselés dans l'ardoise, l'albâtre et le calcaire. Pendant ce temps, en Mésopotamie, les matériaux plus légers de l'argile, du bois et des coquillages étaient utilisés et étaient souvent finis avec de délicates feuilles d'or.
Dans la mer Égée, la civilisation minoenne de Crète était connue pour son utilisation de l'ivoire et de la terre cuite ainsi que de l'or massif.
Les Grecs de l'Antiquité sont bien connus pour leurs sculptures en calcaire, en bronze et en marbre, mais il est probable qu'ils aient également utilisé du bois. Malgré une conception commune de la sculpture classique comme étant blanche ou incolore, les Grecs peignaient leurs statues de couleurs vives.
Pendant la Renaissance, le marbre est resté populaire, avec l'introduction de la terre cuite émaillée par Lucia della Robbia.
Aujourd'hui, les matériaux modernes sont régulièrement utilisés dans les sculptures aux côtés de leurs ancêtres établis. Le sculpteur contemporain Ron Mueck, par exemple, utilise de la fibre de verre, du silicium et de la résine en plus de l'argile et du plâtre pour réaliser ses sculptures hyperréalistes de personnages.
