Une construction durable ou écologique l’est principalement grâce aux matériaux qu’elle utilise. Ces matériaux sont qualifiés le plus souvent de matériaux locaux ou matériaux écologiques ou matériaux verts ou encore matériaux naturels. Leur caractère naturel vient du fait qu’ils sont tirés de la nature n’ayant reçu aucune ou très peu de transformation de l’homme contrairement à ceux artificiels qui ont nécessité un travail humain. Les matériaux naturels peuvent être d’origine végétale, animale ou minérale. Il s’agit entre autres de la brique de terre (crue, cuite, stabilisée compressée, compressée, etc.), le bois, les agglomérés de bois (panneaux de bois, etc.), les briques de chanvre, etc.

Ils peuvent être produits suivant plusieurs procédés ou méthodes : méthodes artisanales (moules manuelles simples ou multiples), semi-artisanales ou semi-industrielles (presse manuelle) et industrielles (pondeuses, extrudeuses, etc.). Leur mode de production permet de jouer sur la quantité et le temps de fabrication mais aussi sur la qualité finale du matériau.

Ces matériaux ont tout au long de leur cycle de vie, de bonnes performances environnementales. En effet, leur impact sur l’environnement est faible du fait qu’ils proviennent de sources qui ne sont pas néfastes pour l'environnement et ils entraînent une réduction des déchets lors de leur fabrication. Cependant les ressources n’étant pas inépuisables, certains de ces matériaux, comme le bois ou la brique de terre crue ont failli disparaître lors de la construction de masse. De nouvelles approches écologiques avec technologies innovantes permettent désormais de mieux respecter l'environnement grâce au recyclage, reboisement, etc.

Outre le caractère écologique et soucieux de l’environnement, les matériaux naturels présentent plusieurs autres avantages tels que : rapidité de construction, liberté architecturale, esthétique chaleureuse, grande longévité, excellente isolation thermique, bonne régulation de l'hygrométrie (absorbe l'humidité de l'air et les échanges gazeux à l’inverse du polystyrène par exemple qui provoque condensation et n’offre aucun échange possible entre l’intérieur et l’extérieur), bonne inertie (préserve la fraicheur ou la chaleur), facilité de mise en œuvre, résistance à l'humidité, perméabilité à la vapeur, résistance à l'humidité, imputrescibilité, bonne isolation phonique, résistance naturelle aux parasites, stabilité dans le temps, découpe aisée (briques de chanvre, panneaux de bois).

Leur caractère naturel permet aussi de garantir une meilleure santé à ses habitants de par le confort général procuré mais aussi l’absence des produits toxiques contrairement aux matériaux artificiels. Ils permettent également de faire des économies sur toute leur durée de vie, au niveau de la production car la matière première est abondante et nécessite uniquement le transport, ils ne nécessitent pas de finition telles que peinture, ni d’enduits, ni d’entretien régulier ; l’isolation thermique permet de ne pas recourir aux méthodes artificiels telles que la climatisation, ce qui permet de réduire les factures d’électricité, enfin ils sont recyclables donc entraînent une réduction des déchets lors de la déconstruction.