O material e a estrutura da válvula também são cuidadosamente projetados. A válvula de admissão é geralmente feita de liga de aço de médio carbono, como aço cromo, aço cromo-molibdênio e aço níquel-cromo, enquanto a válvula de escape é feita de liga de aço resistente ao calor, como aço cromo-silício, cromo-silício -aço molibdênio, aço silício-cromo-manganês, etc. A válvula consiste em uma cabeça e uma haste. A cabeça é usada para vedação e geralmente adota um design de cone de 45°. Para aumentar o volume de admissão, a válvula de admissão geralmente é projetada para ser maior que a válvula de escape.