锅炉炉膛是燃料燃烧、释放热能的核心空间，其材料选择直接关系到锅炉的运行安全、热效率与使用寿命，需根据锅炉的容量、工作温度、燃料类型等因素综合确定，主要包含耐火材料、保温材料与密封材料三大类。
炉膛的核心受热面材料多为优质碳素钢或低合金耐热钢。对于低压、低温的小型工业锅炉，炉膛水冷壁常采用20号优质碳素钢管，可承受800℃以下的烟气侧高温，同时具备良好的导热性与焊接性能；对于中高压、高温的电站锅炉或大型工业锅炉，炉膛出口烟温可达1000℃以上，受热面会选用12Cr1MoV、15CrMo等低合金耐热钢，部分超临界、超超临界锅炉还会采用奥氏体不锈钢或镍基合金，以抵御更高的温度与烟气腐蚀。
炉膛内壁的耐火层主要采用耐火浇注料、耐火砖等定型或不定型耐火材料。循环流化床锅炉等磨损较严重的炉型，炉膛密相区会选用耐磨耐火浇注料或碳化硅耐火砖，兼具耐高温与抗磨损性能；层燃炉、室燃炉的炉膛上部耐火层多选用高铝砖或粘土砖，可承受1200℃-1600℃的高温，同时减少炉膛热量向外散失。
耐火层外侧的保温层多采用硅酸铝纤维毡、岩棉板、珍珠岩制品等轻质保温材料，导热系数低、隔热效果好，能有效降低炉墙外壁温度，减少锅炉热损失。最外层的密封层则常用密封涂料或金属护板，防止外界空气漏入炉膛或烟气外泄，保障锅炉的密闭性与运行效率。
不同燃料的锅炉炉膛材料也有差异，比如燃用高硫煤的锅炉，会在受热面表面加装防腐蚀涂层或选用耐硫腐蚀的合金材料，以延长炉膛使用寿命。