冰墩墩总体采用环保PVC和PC聚碳酸酯材料制作。环保PVC的主要材质是聚氯乙烯，是符合国际标准且没有污染或者污染很小的PVC材料，耐腐蚀性好，韧性和延展性强。PC聚碳酸酯是一种无色透明的无定性热塑性材料，聚碳酸酯无色透明，耐热、抗冲击、阻燃性能优越。
冰墩墩是由硅胶外壳和毛绒熊猫两部分组装而成，整体形象酷似航天员。头部外壳造型取自冰雪运动头盔，装饰彩色光环灵感源自于北京冬奥会的国家速滑馆冰丝带。
冰墩墩的生产厂家分别是晋江恒盛玩具有限公司、北京元隆雅图文化传播股份有限公司、南通金凤凰工艺玩具制造有限公司。由于冰墩墩采用的是这种特殊的材质，且细节处理的难度较大，因此非常考验厂家的生产工艺，生产周期比纯毛绒手办玩具更长，出现了一墩难求的断货情况。