ראש הצילינדר עשוי בדרך כלל מברזל יצוק אפור או מסגסוגת יצוק, אך על מנת לשפר את צריכת הדלק של הרכב, משקל המנוע קרוב, ושימוש בחומרים קלים יכול להפחית ביעילות את איכות המנוע. מנועים קלים (מנועי בנזין ומנועי דיזל עם נפח של פחות מ-3 ליטר) עושים שימוש נרחב בחומרי סגסוגת לראשי צילינדר. תחת אותו מבנה, בהשוואה לחומרי ברזל יצוק, ניתן להפחית את המסה ב-40% עד 60%.

לסגסוגת אלומיניום מוליכות תרמית טובה, ביצועי קירור טובים והיא חומר צילינדר מצוין. הוספת Cu לסגסוגת האלומיניום יכולה לשפר את היציבות התרמית, ותוספת Mg יכולה להגביר את קשיות היציקה.

ראש הצילינדר מותקן על בלוק הצילינדר כדי לאטום את הצילינדר מלמעלה וליצור את תא הבעירה. לעתים קרובות הוא במגע עם גז בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה, ולכן הוא נושא עומס תרמי גדול ועומס מכני. מעיל מי קירור עשוי בתוך ראש הצילינדר של מנוע מקורר מים, וחור מי הקירור בקצה התחתון של ראש הצילינדר מתקשר עם חור המים הקירור של בלוק הצילינדר. השתמש במים במחזור כדי לקרר חלקים בטמפרטורה גבוהה כגון תא בעירה.

ראש הצילינדר מצויד גם במושבי שסתומי יניקה ופליטות, חורי מובילי שסתומים להתקנת שסתומי יניקה ופליטה וכן תעלות יניקה ופליטות. ראש הצילינדר של מנוע הבנזין מעובד עם חורים להתקנת מצתים, בעוד ראש הצילינדר של מנוע הדיזל מעובד עם חורים להתקנת מזרקי דלק. ראש הצילינדר של מנוע גל הזיזים העליון מעובד גם עם חור מיסב גל זיזים להתקנת גל הזיזים.