무한 연필은 일반 연필과 달리 흑연 대신 철, 주석, 망간과 같은 금속 합금에 흑연을 첨가하여 만들어집니다. 이러한 금속 합금은 흑연보다 훨씬 단단하고 내구성이 뛰어나 닳지 않고 오래 사용할 수 있도록 합니다. 또한, 흑연을 첨가함으로써 종이에 잘 달라붙도록 하고, 부드러운 필기감을 제공합니다. 하지만 흑연 함량이 적기 때문에 일반 연필에 비해 선의 선명도가 다소 떨어질 수 있다는 단점이 있습니다
무한 연필은 금속 합금 팁을 사용해 만들어집니다. 이 금속 팁은 일반적으로 흑연과 같은 형태의 흔적을 남길 수 있도록 설계되어 있습니다. 연필처럼 길이가 줄어들지 않는 이유는 금속 팁이 매우 천천히 마모되기 때문입니다. 보통 금속과 합금의 조합으로 이루어져 있으며 이 때문에 오랫동안 사용할 수 있습니다.
무한 연필은 주로 합금으로 만들어져 있습니다. 그중에서도 흔히 사용되는 재료는 금속합금과 그래파이트입니다. 이 합금은 종이에 닿으면 마찰로 인해 미세한 입자를 남기며 필기를 가능하게 합니다. 이 때문에 마치 연필로 쓴 것 같은 느낌을 줍니다. 닳지 않는 것처럼 느껴지는 이유는 금속의 경도와 필기 시 사용하는 압력이 일반 연필보다 훨씬 적게 마모되도록 설계되었기 때문입니다. 물리적으로 보면 소모되기는 하지만 그 정도가 미미해서 오랜 시간 사용할 수 있는 특징이 있습니다.