Som metalmateriale anvendes aluminium i værktøjskassefremstilling primært på grund af dets fysiske og kemiske egenskaber. Rent aluminium er relativt blødt; derfor anvender industriel produktion typisk aluminiumslegeringer. Ved at tilføje elementer som kobber, magnesium og zink for at ændre materialets mikrostruktur, opnår producenter overlegen styrke og hårdhed. Denne legeringsproces gør det muligt for aluminium at modstå de påvirkninger og tryk, der opstår under den daglige brug af bærbare værktøjskasser, samtidig med at dets lette egenskaber bevares. Deformationen af materialets krystalstruktur under forarbejdning-specifikt stigningen i dislokationstæthed-tjener som en af de mikroskopiske mekanismer bag denne forbedrede styrke.
Fra et strukturelt designperspektiv er kroppen af en bærbar værktøjskasse langt mere end en simpel beholder. Hjørner har ofte fortykkede sektioner eller indvendige forstærkningsribber; disse er ikke blot æstetiske valg, men er baseret på mekaniske principper. Når kassen udsættes for ekstern kompression, har stress tendens til at koncentrere sig på punkter med strukturel diskontinuitet. Forstærkningsdesign spreder effektivt denne spænding og forhindrer strukturelt svigt forårsaget af lokaliseret deformation. Forbindelserne mellem boksen, hængslerne og låsene skal også tage højde for metaltræthed; den gentagne åbning og lukning over tid kræver, at disse komponenter modstår cyklisk stress på et mikroskopisk niveau uden at udvikle revner.
Overfladebehandlingsprocesser påvirker direkte en værktøjskasses holdbarhed og levetiden af dens udseende. En almindelig metode er anodisering, som bruger elektrolyse til at danne et tæt aluminiumoxidlag på overfladen. Dette oxidlag binder sig fast til underlaget, og dets porøse struktur tillader absorption af farvestoffer, hvilket muliggør en bred vifte af farver. Tykkelsen af oxidlaget korrelerer med hårdheden; et tykkere lag giver overlegen slid- og korrosionsbestandighed og beskytter mod ridser fra daglig brug og gruber forårsaget af fugtig luft.
Den indvendige indretning af en værktøjskasse involverer overvejelser om pladsudnyttelse og funktionel zoneinddeling. Funktioner såsom snap-inddelere eller slidser i skumindsatser placeres ikke vilkårligt; snarere er de placeret baseret på standardværktøjsdimensioner og brugsfrekvensstatistikker. Ofte brugte værktøjer er typisk placeret på let tilgængelige steder. Dette layout overholder det ergonomiske princip om "bevægelsesøkonomi", der sigter mod at minimere den tid og overflødige bevægelse, der kræves for brugere at lokalisere og hente værktøjer.
For langsigtet-vedligeholdelse bør fokus være på pleje af bevægelige dele og overfladerenhed. Hængsler og låse kan behandles med jævne mellemrum med en lille mængde specialiseret smøremiddel for at reducere slid og forhindre komponenter i at sætte sig fast på grund af tør friktion. Brug et neutralt rengøringsmiddel til rengøring; stærke syrer eller baser kan beskadige overfladeoxidlaget og blotlægge basismetallet. Undgå langvarig-eksponering for fugtige omgivelser under opbevaring, da aluminiumslegeringer stadig kan gennemgå elektrokemisk korrosion under visse forhold-især når de er i kontakt med andre metaller i nærvær af en elektrolyt.