當我們討論手機材質的時候，我們其實主要在討論「塑膠」、「金屬」和「玻璃」這三種主要材質的區別。Samsung是萬年不變的塑膠黨，Apple全面擁抱鎂鋁合金，所有手機的前面都覆蓋著一塊玻璃。
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從工程角度來看，塑膠是一種更加優異的材質：重量更輕、不會阻擋無線訊號、容易製造、原料便宜。但是現在，越來越多公司大膽採用金屬材質，比如 HTC 的旗艦機型，還有其他機型之前也曾經嘗試推出金屬機身的機型。
在塑膠黨和金屬黨開始混亂地爭吵之前，讓我們來看一下 AnandTech 對這三種材質的分析。
目前手機上最常見的塑膠是聚碳酸酯（polycarbonate）。Samsung的 Galaxy S 和 Note 系列，以及諾基亞的 Lumia 系列，均採用這種材料來製造外殼。Lumia 外殼手感之好，甚至改變部分人對塑膠材質的印象。聚碳酸酯最大的優點是，它不會減弱手機無線電信號，這部份可以參考來自北德克薩斯大學相關的研究報告。
儘管有著不會阻擋手機訊號，價格便宜的優點，塑膠也有著明顯的缺點，它不是優良的熱導體。換言之，如果是採用塑膠材質的手機/平板，它的處理器以及圖形處理器的頻率，其實會比採用金屬機身手機/平板的低。在這個表格裡，標註了不同材料的熱導率。（熱導率定義為單位截面、長度的材料在單位溫差下和單位時間內直接傳導的熱量）其中，鋁的熱導率為 205 W/mK，鎂是 156 W/mk，玻璃是 0.8 W/mk，聚碳酸酯是 0.22 W/mk。
聚碳酸酯有很優秀的抗衝擊性，但它的靈活性在當下變得更輕更薄的智慧型手機卻成為了的問題。現在，即便是手機的後殼，現在也嵌入了無線電元件，然後當後殼變得彎曲，它們就被扯向一邊，沒辦法回到原位。結果手機容易出現訊號問題。比如說 xda 論壇上，就有用戶抱怨過 One X 被壓了之後，無法接收 Wi-Fi 和藍牙訊號，解決方法是，需要加固 One X 的後殼結構，避免它變得彎曲。
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目前，手機平板上主要採用的金屬是鋁，也是本文要討論的材料。鋁的優勢是，硬度高，結構上能夠保護手機內部的元件。和汽車相比，手機沒有所謂的撞擊緩衝區，它所有的就是外殼這一層保護。所以，外殼要足夠堅硬，才能避免內部的東西被壓壞。
不過，AnandTech 說全金屬機身的手機，更加容易接收訊號。這個結論由先前它對比 iPhone 4 與 iPhone 3GS 的手機訊號而得出。他的結論是，金屬的外部天線，會比內部天線的更易接收訊號，性能也更好。即便是今天，也可以從 Sprint One M8 和 Sprint Galaxy S5 之間比較中得出這個結論。
也得益於硬度高的優點，金屬機身的手機表面往往更難劃損，雖說現在基本上都會對金屬表面進行陽極氧化處理，劃損之處會露出表面下方的金屬。熱導率高是金屬材質另外一個優點，這能夠讓處理器完全發揮性能。T-Rex 中 Galaxy S5 與 HTC One M8 得分的差異，就可以說明問題。
金屬材質雖有種種優點，但缺點也不可避免，若使用它製造手機外殼，那麼手機就不可能採用內部天線，需要用塑膠或玻璃在外殼製造一些窗口，讓無線電信可以通過。這意味著，手機各個方向所接收到的訊號強度並不是均勻的。而隨著金屬裸露在外頭，當人手偶爾觸碰到它時，就會導致訊號強度降低。
金屬硬度高，所以能夠為內部元件提供更好的保護。但是，當它摔下之後，也更容易產生刮傷之類的痕跡。因為加工的成本，金屬機身也往往意味著最終產品將更加昂貴。另外，更高的熱導率，也往往意味著金屬手機容易變燙/冰涼，塑膠手機的握感會更加舒適。
從材質角度來看，鎂其實是一種比鋁更好的材料。它比鋁的密度小，單位品質更輕，更高熱導率，高硬度，抗刮痕，更好的訊號接收率。但目前來說，將鎂運用在設備外殼當中，依然是不切實際的，原因是鎂極易發生氧化反應，如果表面不進行處理，鎂很快就會被銹蝕。
玻璃是除塑膠和金屬以外第三大廣泛應用於行動設備的材料。在這三種材料當中，玻璃的硬度和抗衝擊力是最好的，但同時也是最易碎，脆弱的，容易損毀，因為玻璃的彈性非常有限。現在，鋁矽酸鹽玻璃要比 Gorilla 玻璃更加常見。
玻璃的熱導率，介於金屬和塑膠之間，但其實只比塑膠稍微高一點；對無線訊號的影響，也並不明顯，換言之使用玻璃為外殼，手機可以內建天線。當然了，玻璃最大的弱點是易碎，另外是不易改變形狀，所以當我們看到手機使用玻璃作為外殼材質時，通常只是一個平面。
不過現在的手機，往往混合使用多種材料來製造外殼。比如說，塑膠的熱導率不好，那麼可以使用鎂製作的中框，把熱量儘快傳導到螢幕或其他部位中去。混合多種材料來製造外殼，可以彌補相互之間的弱點，比如說，在聚碳酸酯中添加 ABS 工程塑膠，就可以顯著增強它的硬度。而防散射塗層，則讓玻璃摔碎時，不至於變成碎片，掉落四處。而新的無線訊號接收技術，讓全金屬機身手機變成可能。
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