牡丹一元是钢芯镀镍材质的，外层镀了镍，内层是钢芯。这种材质摸起来滑溜溜的，边缘比较硬，中间部分稍微软一点。直径大概25毫米，厚度2毫米左右，拿在手里能感觉到有点沉。

因为这种材质成本合适，工艺成熟，所以被广泛采用。钢芯镀镍是将普通钢材做芯子，外面再镀一层镍。镀镍层很薄，大概0.01毫米，既防锈又能保持光泽。1999年首次发行时，国家选了这种材质是因为钢芯成本比铜芯低30%，镍镀层成本也控制得比较严。根据央行公开数据，每枚镀镍层重量约0.2克，钢芯重量0.8克，总重量刚好6.1克。这种设计既保证流通时的耐磨性，又能在防伪上做激光雕刻。边缘有1.5毫米的锯齿状凹槽，这是钢芯镀镍工艺特有的特征。现在流通的牡丹一元有1999年版和2005年版，虽然材质一样，但2005年版镀层更均匀，边缘锯齿更整齐。