אפודים חסיני כדורים עשויים בעיקר מסיבים-בעלי ביצועים גבוהים, קרמיקה, מתכות וחומרים חכמים. חומרים אלו משולבים בדרכים שונות כדי לספוג ולפזר ביעילות את האנרגיה הקינטית של כדורים.
בהתבסס על מבנה ויישום, ניתן לסווג את החומרים המשמשים באפודים חסיני כדורים כדלקמן:
חומרי סיבים-בעלי ביצועים גבוהים: אלו הם הליבה של אפודים רכים חסיני כדורים. דוגמאות נפוצות כוללות:
Kevlar: פותח על ידי DuPont, הוא חזק יותר מפי 5 מפלדה, אך רק 1/5 מהצפיפות. יש לו חוזק מתיחה מעולה ונמצא בשימוש נרחב באפודים ובקסדות חסינות כדורים.
פוליאתילן בעל משקל מולקולרי גבוה במיוחד (UHMWPE): כמו Dyneema® ו-"Lilun" המיוצר בבית, יש לו חוזק ספציפי של עד פי 15 מזה של פלדה והוא קל ב-20%-30% מארמיד לאותה רמת הגנה. זה הפך לחומר המיינסטרים הרך חסין כדורים בעולם. עם זאת, ההתנגדות שלו בטמפרטורה גבוהה גרועה; הביצועים שלו יורדים מעל 70 מעלות.
בד לא ארוג (בד UD): מיוצר על ידי יישור חד-כיווני של סיבים ואשפרה עם שרף, הוא מתהדר ביעילות פיזור אנרגיה גבוהה והוא אחד הבדים החזקים והקלים ביותר הקיימים כיום.
חומרים קשיחים: משמשים לשיפור רמות ההגנה ולעמידה בפני כדורי רובה:
חומרים קרמיים: כגון אלומינה, סיליקון קרביד ובורון קרביד, אלה בעלי קשיות גבוהה במיוחד. עם פגיעת כדור, הם מתנפצים ומפזרים את רוב האנרגיה הקינטית של הקליע, המשמשת לעתים קרובות כמשטח קולט של תוספות חסינות כדורים.
חומרים מתכתיים: כולל פלדות מיוחדות, סגסוגות אלומיניום וסגסוגות טיטניום, אלו סופגים אנרגיה באמצעות דפורמציה ושבר, אך הם כבדים ומשמשים בעיקר באפודים חסיני כדורים מוקדמים או בהגנה על נוסעים במסוק.
חומרים מרוכבים וחכמים:
נוזלים שאינם-ניוטוניים (נוזלים מעיבי גזירה-, STF): רכים בדרך כלל, הם מתקשים באופן מיידי בעת פגיעות- במהירות גבוהה, מה שמשפר באופן משמעותי את עמידות הפגיעה של שכבות סיבים. הם משמשים לעתים קרובות בשילוב עם Kevlar כדי ליצור דור חדש של "אפודים חסיני כדורים נוזליים".
סיבי פחמן: בשימוש בשכבות ריפוד, הוא משלב חוזק גבוה ועיצוב קל משקל, סופג עוד יותר אנרגיה שיורית ומפחית את הסיכון לטראומה מכוח קהה.
אפודים מודרניים מיינסטרים חסיני כדורים מאמצים לרוב עיצוב "רך-קשיח". לדוגמה, השכבה החיצונית היא שכבה רכה של Kevlar או UHMWPE לקליטת אנרגיה קינטית ראשונית, השכבה האמצעית היא תוספת קרמית לשבירת הקליע, והשכבה הפנימית מרופדת בסיבי פחמן או חומר STF, ומשיגה איזון בין קל משקל להגנה גבוהה.
