Quân rối là cơ sở vật chất và kĩ thuật của nghệ thuật rối. Sự phát triển của nghệ thuật rối không thể tách rời khỏi việc sáng chế và cải tiến quân rối. Quân rối càng hoàn hảo càng giúp cho kỹ xảo điều khiển nâng cao khả năng diễn đạt phong phú. Vì vậy, vật liệu trong tạo hình múa rối nước đóng vai trò rất quan trọng. Có một sự khác biệt trong múa rối nước là quân rối không gần gũi tay người như điều khiển rối cạn, rối tay, rối que, rối bóng hay rối dây… nên sự truyền cảm từ người đứng ngâm mình trong buồng trò tới hành động
của con rối ngoài sân khấu bị hạn chế. Hơn nữa quân rối nước vốn chỉ được đục đẽo bằng các loại gỗ nhẹ, sơn thếp màu sắc nghèo nàn, kỹ thuật tạc khắc sơ sài, khối hình đường nét thô cứng, cử động chậm chạp thiếu tự nhiên, khó lồng tiếng, nét mặt chung chung, chịu sự tác động của nước là rất lớn… nên khả năng diễn đạt kém hơn hẳn quân rối cạn. Vì vậy, nguyên liệu tạo quân rối nước cũng khác hẳn so với quân rối cạn.
Quân rối nước làm bằng gỗ tốt sẽ nặng và chìm. Chính vì vậy mà nghệ nhân thường dùng gỗ vông, gỗ sung, gỗ dổi, gỗ vàng tâm… Đây là những loại gỗ ít chịu nước. Quân rối nước có tuổi thọ không dài, càng được sử dụng biểu diễn càng chóng hỏng.
Qua thực tiễn, các phường rối nước chuyên dùng gỗ sung để tạc quân. Vì gỗ sung vừa dễ kiếm, rẻ tiền, dễ đục đẽo lúc còn tươi, rất nhẹ và dai khi
khô. “Sung có hai loại: sung nhà (Ficus Racemosa L.F Glomerata Rooxb) và sung rừng (Ficus Harlandii Benoth) gỗ màu trắng xám, thớ trắng và thô, nhẹ, xốp, chịu nước” [19; 69]. Con rối được đục cốt, đẽo với những đường nét
cách điệu riêng sau đó gọt rũa, đánh bóng và trang trí với nhiều màu sơn khác nhau để làm tôn thêm đường nét tính cách cho từng nhân vật.
Chất liệu dùng chống thấm và tô vẽ chính ở rối nước là sơn. Sơn gồm sơn sống (nhựa nguyên chất) và sơn chính (sơn sống pha thêm dầu hay nhựa thông). Trước kia khi sơn quân rối nước, người xưa thường sơn lót bên trong rồi mới đến sơn màu bên ngoài. Sơn màu để hóa trang và thay phục trang cho nhân vật, dùng các loại sơn đã chế biến từ sơn sống với các chất khác nhau có màu: then (đen), cánh gián, son, vàng, bạc, trắng, xanh, hồng… Nhưng gần đây, việc dùng sơn dầu (cũng gọi là sơn tây) cùng các loại bột kim nhũ, ngân nhũ vào tạo hình rối nước tuy có làm phong phú về màu sắc và dễ dàng sử dụng nhưng cũng làm kém đi nhiều tính chất độc đáo của sơn và vàng bạc thếp.