垫层材料有很多种，常见的有砂石、粉质黏土、灰土、粉煤灰、矿渣、其他工业废渣和土工合成材料等。
其中，砂石垫层宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑(粒径小于2mm的部分不超过总重的45%)，且级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质，其含泥量不超过5%。
若用粉细砂作为换填材料时，不容易压实，而且强度也不高，使用时应掺入不少于总重量30%的碎石或卵石，使其分布均匀，最大粒径不得超过50mm。
对于湿陷性黄土地基的垫层，不得选用砂石等透水性材料。此外，还有无机结合料稳定粒料等整体型材料可用于基层。
垫层材料主要有粒料和无机结合料稳定土两类。
粒料包括天然砂砾、粗砂、炉渣等，其中小于0.074mm的颗粒含量应小于5%（采用天然砂砾和粗砂时），小于2mm的颗粒含量宜小于20%（采用炉渣时）。
无机结合料稳定土则包括石灰粉煤灰稳定砂砾、石灰稳定砂砾、石灰煤渣、水泥稳定碎砾石等，这些材料具有强度高、整体性好等特点，适用于交通量大、轴载重的道路。
此外，垫层分刚性和柔性（又称沸刚性）两类，刚性垫层一般是C7.5-C10的混凝土捣成，适用于薄而大的整体面层和块状面层；柔性垫层一般是用各种散材料，如砂、炉渣、碎石、灰土等加以压实而成，适用于较厚的块状面层。
