材料的選擇對電子槍的發射能力和壽命有決定作用。燈絲必須選用熔點高、電阻率大的材料，一般是用鎢絲制成的，通過強電流后，燈絲被加熱到一千度以上。陰極必須選用逸出功低的材料，陰極表面原子的外層電子，受到一定的熱能或電能的激勵后，會脫離原子核的束縛越出軌道而成為自由電子。
選用氧化物作為材料，氧化物陰極的逸出功更低，例如氧化鋇的逸出功只有2.8電子伏，但其耐蝕性差，一般只適宜在10-5-10-6毫米汞柱的高真空下工作，在10-4毫米汞柱時，其發射本領顯著下降，在10-3毫米汞柱下工作時，甚至會嚴重地受空氣侵蝕。
選用鎢絲作為材料，其逸出功為4.55電子伏，在工作溫度為2500K時，J=0.5安/厘米2。鎢絲的熔點為3655K，在工作溫度為2750K時，蒸發率為0.0043毫克/厘米·秒，鎢絲的耐侵蝕性較強。