嵌入式工业控制机通常与特定的应用程序有机连接，嵌入式工业控制机会与特定的产品同步升级，因此当嵌入式系统产品投放市场时，它们将长期使用。例如，在航空航天领域，由于对轻量的要求，工控机材质可能会选用高强度的复合材料，如碳纤维复合材料。这种材料不仅具有出色的强度和刚度，还具有轻量化的特点，有助于减轻航空航天系统的重量，提高整体性能。为了确保工控机的稳定运行，材质必须能够有效屏蔽这些电磁干扰，防止其对工控机的正常工作产生不利影响。因此，工控机的外壳通常采用金属材料，如铝合金或钢板，并且进行适当的电磁屏蔽处理。
常规工业控制机采用标准4u型外壳，通常安装方便，具有钢结构，抗电磁干扰和冲击能力高。外壳内置电源，可长时间运行。底盘需要冷却风扇，风扇故障会损坏电源和工业主板。嵌入式工控机采用散布在壳体表面的散热器散热，有效解决了壳体内部温度高的问题。如果冷却风扇长时间运行，很容易出现故障和长期运行问题。提高了稳定性和可靠性。由于无风扇，避免了空气对流的需要，可以有效防止工控机内的灰尘进入。此外，工控机的材质还需要具备防尘防水的特性。在许多工业场景下，尘土、液体等有害物质可能会对工控机造成损害。
在工业控制系统中，工控机是不可或缺的组件之一。工控机的材质选择至关重要，它直接影响到工控机的可靠性以及适应各种恶劣工作环境的能力。跟商用或家用环境相比，工业环境中可能会有五花八门的外接设备需求，很多嵌入式工控机在I/O模块上的设计，往往会更考虑扩展的多项可能性和接口数量，比如串口、USB、网口，甚至内置4G模块、Wifi模块或者蓝牙，I/O扩展的类型和数量比个人电脑要复杂很多，也更适合工业实际应用的要求。工程塑料是一种轻质、耐腐蚀的材料，常常用于制造耐用的工控机外壳。工程塑料的优点在于它可以抵抗化学品的侵蚀，并且具有良好的绝缘性能。这使得工程塑料工控机成为一些特殊环境下的理想选择，如设备、食品加工等场合。