הפלדות הנפוצות לייצור גלגלי שיניים הן פלדה מרווה ומחוסמת, פלדה מרווה, פלדה מרוווה ומרווה ופלדה ניטרידית. חוזקה של פלדה יצוקה נמוכה במקצת מזה של פלדה מזויפת, והיא משמשת לעתים קרובות לגלגלי שיניים גדולים יותר; לברזל יצוק אפור יש תכונות מכניות גרועות וניתן להשתמש בו בהילוכים קלים-לעומס פתוח; ברזל יצוק רקיע יכול להחליף חלקית פלדה לייצור גלגלי שיניים; גלגלי שיניים מפלסטיק משמשים לעתים קרובות במקומות בהם נדרש עומס קל ורעש נמוך, גלגלי השיניים המזווגים משתמשים בדרך כלל בגלגלי שיניים מפלדה עם מוליכות תרמית טובה.
בעתיד, גלגלי השיניים מתפתחים לכיוון של עומס רב, מהירות גבוהה, דיוק גבוה ויעילות גבוהה, ושואפים להיות קטנים במידותיהם, קלים במשקל, חיים ארוכים וחסכוניים ואמינים.
הפיתוח של תורת ההילוכים וטכנולוגיית הייצור יחקור עוד את מנגנון הפגיעה בשיני ההילוכים, המהווה את הבסיס לביסוס שיטת חישוב חוזק אמינה, ואת הבסיס התיאורטי לשיפור כושר נשיאת העומס של-גלגלי השיניים והרחבת חיים של גלגלי שיניים; הפיתוח מיוצג על ידי פרופיל שן הקשת. פרופיל שן חדש; חקר חומרי ציוד חדשים וטכנולוגיה חדשה לייצור גלגלי שיניים; חקור את העיוות האלסטי של גלגלי שיניים, שגיאות ייצור והתקנה, והתפלגות הטמפרטורה בעת הגדלת שטח המגע של שיני ההילוכים, כדי לשפר את כושר הנשיאה של הגלגל.
חיכוך, תיאוריית סיכה וטכנולוגיית סיכה הם העבודה הבסיסית במחקר של גלגלי שיניים. מחקר על התיאוריה של סיכה אלסטוהידרו-דינמית, הופך את השימוש בשמן סיכה סינטטי לפופולרי ולהוסיף כראוי תוספי לחץ קיצוניים לשמן, שיכולים לא רק לשפר את כושר הנשיאה של משטח השן, אלא גם יכולים לשפר את יעילות ההולכה
