Baja yang umum digunakan untuk pembuatan roda gigi rak dan pinion termasuk baja yang dipadamkan dan ditempa, baja yang dikeraskan, baja karburasi dan dipadamkan, dan baja nitridasi. Baja tuang memiliki kekuatan yang sedikit lebih rendah dibandingkan baja tempa dan sering digunakan untuk roda gigi yang lebih besar. Besi cor kelabu memiliki sifat mekanis yang buruk dan dapat digunakan pada penggerak roda gigi terbuka-beban ringan. Besi ulet sebagian dapat menggantikan baja dalam pembuatan roda gigi. Roda gigi plastik sebagian besar digunakan dalam-aplikasi beban ringan dan memerlukan kebisingan rendah; roda gigi kawinnya umumnya terbuat dari roda gigi baja dengan konduktivitas termal yang baik.
Pengembangan roda gigi rak dan pinion di masa depan adalah menuju desain-beban berat,-kecepatan-tinggi,-presisi tinggi, dan-efisiensi tinggi, sekaligus mengupayakan ukuran yang lebih kecil, bobot yang lebih ringan, masa pakai yang lebih lama, dan keandalan yang ekonomis.
Perkembangan teori rack and pinion dan proses manufaktur akan semakin memajukan studi mekanisme kerusakan gigi. Hal ini akan memberikan dasar untuk menetapkan metode penghitungan kekuatan yang andal dan landasan teoretis untuk meningkatkan kapasitas menahan beban-gigi dan memperpanjang umur gigi. Hal ini juga akan melibatkan pengembangan profil gigi baru, seperti profil gigi busur melingkar; meneliti material peralatan baru dan proses manufaktur; dan mempelajari deformasi elastis, kesalahan produksi dan pemasangan, serta distribusi medan suhu roda gigi untuk memodifikasi profil gigi, meningkatkan kelancaran pengoperasian roda gigi, dan meningkatkan area kontak gigi di bawah beban penuh, sehingga meningkatkan kapasitas dukung beban-gigi.
Gesekan, teori pelumasan, dan teknologi pelumasan merupakan pekerjaan mendasar dalam penelitian roda gigi. Mempelajari teori pelumasan elastohidrodinamik dan mempromosikan penggunaan pelumas sintetik serta penambahan aditif tekanan ekstrem yang tepat pada oli tidak hanya dapat meningkatkan kapasitas menahan beban permukaan gigi namun juga meningkatkan efisiensi transmisi.
