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입체적인 형태를 만들 수 있는 것이라면 무엇이든지 조각의 재료로 쓸 수 있으나, 그중에서 돌·나무·금속·점토·상아·석고 등이 가장 많이 쓰인다.

역사적으로 기념조각에 주로 사용된 재료는 돌이었다. 그 이유는 돌이 대개 기후변화에 잘 견디므로 건물외부 사용에 적합하고, 세계 어느 곳에서든지 쉽게 구할 수 있음은 물론 큰 덩어리로 구할 수도 있으며, 질감이 균일하고 경도가 같아 조각하기에 알맞기 때문이다. 돌은 그 생성요인에 따라 화성암·퇴적암·변성암 등으로 나누어진다.

돌의 색과 질감은 돌이 갖는 최상의 특성이다. 어떤 돌들은 입자가 고와 섬세한 세부까지도 새길 수 있으며 광택이 많이 나도록 마무리할 수 있다. 한편 어떤 돌들은 입자가 거칠어 대략적인 처리만을 요구하기도 한다. 변성암의 한 종류로 반투명의 성질을 띤 순백색의 유명한 카라라 대리석은 미묘하게 빛에 반응하면서 반짝이기 때문에 고대로부터 많이 애용되어 왔다. 화성암의 일종인 화강암은 밀도가 불규칙적이고 운모와 석영으로 반짝이며 전체적으로 검거나 희고 그렇지 않으면 회색·분홍색·빨강색이 뒤섞여 있는 색조를 보인다.

퇴적암인 석회암은 색이 대단히 다양하며 화석이 끼어 있기도 해 표면이 매우 다채롭다. 조각의 또다른 주요재료인 나무는 섬유질 조직을 갖고 있어 상당한 인장력을 가진다. 그런 이유로 나무로는 돌보다 더 얇고 자유로운 조각을 할 수가 있다.

한편 나무는 단단하지도 않고 내구성도 약하며 습기와 기온에 민감해 갈라지기 쉬우며 벌레도 잘 먹고 곰팡이가 피기 쉽다. 그래서 나무는 주로 실내조각에 쓰인다. 나무는 결이 있어 조각 표면에 질감효과가 나게 하며 따뜻한 느낌을 준다. 점차 금속기술이 발달함에 따라 금속도 조각에 많이 사용되었다. 대부분의 금속은 강하고 단단하며 내구성이 높고 인장력이 있기 때문에 돌과 나무보다 자유롭고 다양한 방식의 작업이 가능하다.

금속을 녹인 후 틀에 부어 주물로 뜰 수도 있고, 동전을 만들 때처럼 압착시키는 방법도 있으며, 망치질·휘기·절단·용접·세공 등의 작업을 직접 할 수도 있다. 조각에 가장 많이 쓰이는 금속은 구리와 주석의 합금인 브론즈이다. 한편 점토는 여러 재료들 중에서 가장 널리 쓰이면서 가장 쉽게 구할 수 있는 재료이다. 축축한 상태의 점토는 모든 재료 중 가소성(可塑性)이 가장 높아 모델링이 쉽고 아주 미세한 부분의 인상까지도 잘 나타낼 수 있다.

그리고 조금 말라 눅눅하게 굳은 상태이거나 완전히 말랐을 때는 새기거나 긁을 수도 있다. 또한 물을 충분히 섞어 액체 상태가 된 점토는 틀에 부어 말릴 수도 있으며, 700~1,400℃에서 구워내면 강한 내구성을 갖게 되고 항구적으로 단단하게 된다. 특히 점토는 돌·석고·금속·콘크리트 등으로 된 기초 조형과 도기조각의 재료로도 쓰인다. 담황색이나 적색의 점토를 낮은 온도의 불에 구워 만든 조각을 테라코타라고 한다. 이밖에 상아조각이 있는데, 재료로는 코끼리나 해마·하마·고래 등의 엄니가 주로 쓰이며 구석기시대에는 매머드의 엄니를 사용하기도 했다.

상아는 밀도가 높고 단단하여 작업하기가 힘들다. 상아의 백색은 세월이 흘러감에 따라 노랗게 되면서 뛰어난 광택을 갖게 된다. 조각의 원형 및 주형재료로써 사용되는 석고는 과거에는 금속조각 제작에서 점토원형의 석고주형을 뜨는 데 주로 쓰였다. 그러나 오늘날에는 이런 점토원형의 단계가 생략되고 석고로 직접 원형을 만들기도 한다.

또한 석고로는 기존의 조각을 복제하기도 하는데, 많은 미술관에서 이 석고모형을 연구용으로 쓰고 있다. 모래·돌·시멘트를 혼합한 콘크리트는 요즈음에 들어 돌 대신에 조각의 재료로 급격히 부상하고 있다. 콘크리트는 값이 싸고 단단하며 내구성이 높은 이점이 있어 건물의 외벽에 주로 쓰인다. 자동차나 선박제작에 사용된 후 조각의 재료로도 쓰이기 시작한 섬유유리, 밀랍, 풀 먹인 단단한 종이, 조개껍질, 벽돌 등 여러 가지가 조각의 재료로 이용되나 현대 조각의 흐름으로 보아 조각의 재료는 따로 정해진 것이 없이 자연물이건 인공물이건 그 어떤 것도 사용이 가능하다는 생각이 일반적 추세이다.