美国队长盾牌的材质是原始埃德曼金属,具体成分由振金(Vibranium)、铁和某种化学品组成,几乎坚不可摧,能吸收动能,抵抗极压、极端温度、辐射、电磁波频谱等侵击。已知可以破坏它的方法是通过“分子重排器”来篡改它的分子连接方式。
美国队长之盾是一个外表光滑的盘状圆盾,具有完美的空气动力学特征。它能以最小的风阻力在空气中运动,并且能保证投掷路线不会偏移。美国队长之盾的外表涂装与美国国旗相似,由红色(象征勇气)、白色(象征真理)和蓝色(象征正义)组成,中间有着一个白色五角星。
盾牌也有着超强韧性,加上它的自然同心刚度,使其成为完美的投掷物,与实心物体接触它只会损失最小的角动量。使用者通过长期训练后,可以将盾牌抛出击穿目标,也可以控制盾牌经过多点反弹后回到使用者手中。