חומרים נפוצים עבור כוסות פלסטיק חד פעמיות כוללים פוליפרופילן (PP), פוליקרבונט (PC), פוליאתילן טרפתלט (PET), פוליסטירן (PS) וחומצה פולילקטית (PLA).

על פי קודי מיחזור פלסטיק, עמידות החום משתנה משמעותית בין החומרים: PP (קוד 5) יכול לעמוד בטמפרטורות של עד 120 מעלות, בעוד PET (קוד 1) עמיד בחום-עד 65 מעלות; PS (קוד 6) עמיד בפני חום וקור אך אינו בטוח למיקרוגל. חוזק הלחיצה משתנה גם לפי חומר; לכוסות פלסטיק מסורתיות (כגון אלו העשויות מ-PP, PS או PET) יש חוזק לחיצה שנע בין 26 N ל-975 N, בעוד שכוסות PLA נעות בין 26 N ל-151 N. במונחים של בידוד תרמי, כוסות נייר חד פעמיות עולות בדרך כלל על כוסות פלסטיק חד פעמיות; כוסות נייר חלולות גלי וכפולות-מציעות את הבידוד הטוב ביותר, עם טמפרטורות פני השטח שונות ביותר מ-20 מעלות בהשוואה לכוסות פלסטיק סטנדרטיות-מצופה PE.

כמה כוסות חד פעמיות המשווקות כ"מתכלות" אינן מצליחות להתפרק במלואן-המראות שיעור פירוק של 0%-בבדיקות המדמות תנאי קומפוסטציה תעשייתיים, עקב הכללת פלסטיק PP שאינו-מתכלה. בדיקות מצביעות על כך שלא זוהתה נדידה של מיקרופלסטיק בדגימות כוסות PS, PET או PLA לאחר שעתיים של טבילה במים רותחים. חלק מהמוצרים הלא סטנדרטיים מהווים סיכונים לגבי רמות מופרזות של חומרים מזיקים; לדוגמה, שאריות מוגזמות של 3-כלורו-1,2-פרופאנדיול המסווגות כחומר מקבוצה 2B "אולי מסרטן לבני אדם" על ידי הסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן (IARC) - זוהו במוצרים מסוימים.

כוסות פלסטיק חייבות לעמוד בתקנים כגון *התקן הלאומי לבטיחות מזון לחומרי פלסטיק וחפצים המיועדים לבוא במגע עם מזון* (GB 4806.7) ו-*כוסות שתייה מפלסטיק* (QB/T 4049); אזורים נפוצים של אי-תאימות כוללים שלמות חותם ועמידות בפני פגיעות.