Là một vật liệu kim loại, nhôm được sử dụng trong sản xuất hộp công cụ chủ yếu do tính chất vật lý và hóa học của nó. Nhôm nguyên chất tương đối mềm; do đó, sản xuất công nghiệp thường sử dụng hợp kim nhôm. Bằng cách thêm các nguyên tố như đồng, magie và kẽm để thay đổi cấu trúc vi mô của vật liệu, các nhà sản xuất đạt được độ bền và độ cứng vượt trội. Quá trình hợp kim hóa này cho phép nhôm chịu được các tác động và áp lực gặp phải trong quá trình sử dụng hộp công cụ di động hàng ngày trong khi vẫn giữ được đặc tính nhẹ của nó. Sự biến dạng cấu trúc tinh thể của vật liệu trong quá trình xử lý-cụ thể là sự gia tăng mật độ sai lệch-đóng vai trò là một trong những cơ chế vi mô đằng sau độ bền được tăng cường này.
Từ góc độ thiết kế cấu trúc, phần thân của hộp công cụ di động không chỉ là một hộp đựng đơn giản. Các góc thường có các phần dày lên hoặc các gân gia cố bên trong; đây không chỉ là những lựa chọn mang tính thẩm mỹ mà còn dựa trên những nguyên tắc máy móc. Khi hộp chịu lực nén từ bên ngoài, ứng suất có xu hướng tập trung tại các điểm có cấu trúc không liên tục. Thiết kế cốt thép phân tán ứng suất này một cách hiệu quả, ngăn ngừa hư hỏng cấu trúc do biến dạng cục bộ. Các kết nối giữa thân hộp, bản lề và chốt cũng phải chịu sự mỏi của kim loại; việc đóng mở lặp đi lặp lại theo thời gian đòi hỏi các bộ phận này phải chịu được ứng suất tuần hoàn ở mức độ vi mô mà không phát triển các vết nứt.
Các quy trình xử lý bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của hộp công cụ và tuổi thọ của vẻ ngoài của nó. Một phương pháp phổ biến là anodizing, sử dụng điện phân để tạo thành một lớp oxit nhôm dày đặc trên bề mặt. Lớp oxit này liên kết chắc chắn với chất nền và cấu trúc xốp của nó cho phép hấp thụ thuốc nhuộm, tạo ra nhiều màu sắc khác nhau. Độ dày của lớp oxit tương quan với độ cứng; lớp dày hơn mang lại khả năng chống mài mòn và ăn mòn vượt trội, bảo vệ khỏi trầy xước do sử dụng hàng ngày và rỗ do không khí ẩm.
Bố cục bên trong của hộp công cụ liên quan đến việc cân nhắc việc sử dụng không gian và phân vùng chức năng. Các tính năng như chốt-trên vách ngăn hoặc khe trong miếng đệm xốp không được đặt tùy ý; thay vào đó, chúng được định vị dựa trên kích thước công cụ tiêu chuẩn và thống kê tần suất sử dụng. Các công cụ thường xuyên sử dụng thường được đặt ở những vị trí dễ tiếp cận. Cách bố trí này tuân thủ nguyên tắc công thái học của "nền kinh tế chuyển động", nhằm giảm thiểu thời gian và chuyển động không cần thiết cần thiết cho người dùng để định vị và lấy dụng cụ.
Để bảo trì lâu dài-, cần tập trung vào việc chăm sóc các bộ phận chuyển động và độ sạch của bề mặt. Bản lề và chốt có thể được xử lý định kỳ bằng một lượng nhỏ chất bôi trơn chuyên dụng để giảm mài mòn và ngăn các bộ phận bị kẹt do ma sát khô. Sử dụng chất tẩy rửa trung tính để làm sạch; axit hoặc kiềm mạnh có thể làm hỏng lớp oxit bề mặt và làm lộ ra kim loại cơ bản. Tránh tiếp xúc lâu dài với môi trường ẩm ướt trong quá trình bảo quản vì hợp kim nhôm vẫn có thể bị ăn mòn điện hóa trong một số điều kiện nhất định, đặc biệt là khi tiếp xúc với các kim loại khác khi có chất điện phân.