Bronz heykellerin birincil malzemesi bronzdur-esas olarak bakırdan oluşan bir alaşımdır ve en yaygın katkı maddesi kalaydır. Bakır, mükemmel süneklik ve korozyon direnci sunarak malzemede belirli bir sertlik derecesi sağlar; Kalayın eklenmesi alaşımın sertliğini, gücünü ve dökülebilirliğini artırarak karmaşık heykellerin yapımı için özellikle uygun olmasını sağlar. Erimiş bronz, iyi bir akışkanlığa sahiptir ve kalıbın en ince ayrıntılarına (yüz özellikleri, giysi kıvrımları, saçlar ve dekoratif desenler gibi) akmasına olanak tanır-ve böylece bunları dikkate değer bir netlikte işler.
Bronz heykeller ayrıca eser miktarda kurşun, çinko ve demir gibi başka elementler de içerebilir. Bu kompozisyonlar tüm bronz heykellerde aynı değildir ancak yaratılış dönemine, bölgeye, işçiliğe ve özel gereksinimlere bağlı olarak değişiklik gösterir. Örneğin, az miktarda kurşun eklemek, erimiş bronzun akışkanlığını artırarak döküm işlemini kolaylaştırır; çinko gibi elementler ise alaşımın özelliklerini ve rengini etkileyebilir. Sonuç olarak, tüm bronz heykelleri tek ve sabit bir formülle tanımlamak nadiren mümkün olur; farklı alaşım tarifleri sertlik, renk, ağırlık ve işlenebilirlik açısından farklılıklara neden olur.
Bronzun dikkat çeken bir diğer özelliği ise yüzeyinin zamanla doğal değişimlere uğramasıdır. Havaya ve neme maruz kaldığında metal yavaş yavaş oksitlenip paslanır ve genel olarak "patina" veya "pas tabakası" olarak bilinen yeni bir yüzey tabakası- oluşturur. Sonuç olarak, antik bronz heykellerin yüzeyleri yeşil, mavi-gri veya koyu kahverengi gibi çeşitli tonlar sergileyebilir; bu değişiklikler sadece malzemenin kendisine değil aynı zamanda çevresel faktörlere ve saklama koşullarına da bağlıdır. Olağanüstü dayanıklılığı ve karmaşık formları ve ince ayrıntıları döküm yoluyla yakalama yeteneği sayesinde bronz, heykeller, kaplar ve anıtsal sanat eserleri yaratmak için uzun süredir tercih edilen bir malzeme olmuştur.
