現在主にペン先に使われているのは、以下の素材である。
金及び白金
1万円を越える比較的高級な万年筆に使われる。どちらも、ペン先の材質に好都合な要素である耐酸性・耐磨耗性、弾性・靭性が共に優れている。 使用される金の純度は14〜18Kが一般的。 耐久性の面では14Kが最も優れていると言われるが宝飾用途も兼ねて18金が使用されることも多い。
鉄及びステンレス
比較的安価な万年筆に使われる。特に、ステンレスは錆に強く安価な事から、安価な万年筆製造には好都合な金属である。 金を使用したペン先に比べ耐久性は劣るがコストパフォーマンスが優れており量産にも向くため低価格な商品では多用される。 デザイン優先で金メッキを施した商品もあるが、メッキの有無の違いは防錆加工の違いであり、一般に信じられているように書き味に差がある訳ではない[要出典]。 また、鉄製のペン先は金メッキされたものよりも何もメッキされていない方が腐食に強いとも言われている。 (ブリキを参照。)
プラスチック
ぺんてるがプラマンと言うブランド名で発売している商品に使われている素材。上記の金属系と比べ安価で且つ加工性に優れており、当シリーズの人気の原動力となっている。ただし、金属系と比べ耐久性が劣るため、使い捨てる部分が多いという欠点がある。そのため、ペン先をカートリッジ式にしたトラディオ・プラマンが発売されている。
ペン先（ニブともいう）には常時インクが接触していることから耐酸性が、強弱のある書き心地を実現するために適度な柔らかさが、長年使用することから耐磨性が必要となる。そこで、尖端にイリジウムをつけた金ペンが伝統的に使用されてきたが、1970年代からは合金を使用した白ペンも普及する。
価格が1万円前後の比較的安価な万年筆の場合は、ペン先にステンレスや鉄を使用した物が多い。一方、2万円を越える比較的高級な万年筆には、14金から21金の金が使用されている。また、デザインを考慮し、ロジウムで銀色にコーティングした金や、逆に金メッキしたステンレスが使用されることがある。
ペン先の形状は、その万年筆の書き味の決め手となる。一般的には、ペン先が細長く、薄く、ハート穴[3]が大きいほどペン先は柔らかくなり、書き味は滑らかになる。逆に、幅が広く、短く、厚みがあり、ハート穴の小さいペン先ほど硬く、書き味も硬いものとなる。
多くのメーカーでは、ペン先の種類によって異なる線の太さを示すために、アルファベット1文字から2文字の略号が使われる。代表的な表記としては、EF（極細）、F（細字）、M（中字）、B（太字）、BB（極太）など。ただし、同じ表記であっても統一的な基準があるわけではなくメーカー、製品ごとに実際の太さは異なっている。特に日本メーカーのものは欧米メーカーよりも半段階から一段階程度細いとされている。これは一説によると、日本メーカーがアルファベットに比べ込み入っている漢字を書く際の利便性を考えているためだといわれる。
ただし、線の太さはペン先の形状のみによって決まるものではなく、インクの流れ(インクフロー)や紙とインクの相性等にも大きく左右される。同じペン先であってもフローの良いインクを使えばフローの悪いインクを使った場合より当然太い線となり、インクと紙の組み合わせによって紙にインクが染み込みやすい場合はそうでない場合に比べて線は太くなる。
特殊な形状としてカリグラフィ用や楽譜用(ミュージック)、サイン専用のペン先なども存在する。
インクタンクからペン先へとインクを導くための部品をペン芯と呼ぶ。かつて、素材はインクになじみやすいエボナイトが使用された。現在ではエボナイト製のペン芯を使用しているメーカーは皆無に等しい。合成樹脂を使用するものが多く、また、その方が精度が高いものを容易に大量生産することが出来る。 インクタンクから、ペン先のハート穴の部分まで細い溝が掘られており、毛細管現象によりインクが常に供給される。ペン芯には、前述の細い溝とはべつに、多数の溝が掘られ、過剰に供給されたインクを一時的にためておく構造となっている。
インクフローや書き味を左右する重要な部位である。また、工作精度が低い物や、いわゆる"ハズレ"は、この部分に不具合を持っている場合がある。
万年筆のうち、キャップや胴軸（筆記する際に手で持つ部分）は重量バランスひいては書き味を左右する部分であり、かつてはセルロイド、エボナイト等の軽量な素材が主に使用された。現在は、プラスチックやアクリル製、金属に塗装や鍍金加工を施したものがほとんどであるが、高級万年筆には、耐久性を重視してエボナイトを用いるもの、昔ながらの風合いを重視しセルロイドを用いるもの、黒檀、カーボンファイバーなどの特殊素材を用いるものがある。
また、デザインも万年筆の評価、価値を決める重要な要素であり、高級万年筆には貴金属、宝石で本体を装飾したものもある。日本では、漆塗や蒔絵等の伝統工芸を生かした万年筆が戦前から製作され、特に戦前の並木製作所（現パイロットコーポレーション）の蒔絵万年筆は「NAMIKI（ナミキ）」のブランドで海外に輸出され、高い評価を得た。
吸入式タイプであるものの多くは、インクタンク内のインク残量を見るための窓（インク窓）が設けられている場合が多い。単に素通し、透明プラスチックがはめ込んであるだけというものも多いが、高級なものではデザインの中に取り込む工夫がなされており、万年筆の意匠を特徴付ける要素の一つともなっている。また完全に無色透明で中の機構を外側から見ることの出来るものもある。ただしカーボン系のインクの場合、表面張力が小さいのでインク窓表面全体にインクが広がり、且つインク自体透光性が低いので、インクの量を確認出来ない場合がある。
万年筆のキャップはペン先を保護するとともに、インクが乾かないように密閉しておく役割ももつ。このため、気密構造になっている。キャップの固定方法は螺子式あるいはスリップ式になっているものが主流であるが、低価格のものを中心に嵌合式（パチンと音が鳴るまで嵌め込み固定するもの）のものも多い。嵌合式の場合、胸のポケットに入れて携行する場合、外れてインクが服に染み出すこともある。
万年筆からキャップを無くし、文字通りキャップレスにしたものがパイロットコーポレーションの発売しているキャップレスシリーズである。ペン先は極めて小さい。繰り出し式と、ノック式がある。クリップが一般的なペンとは逆向きに付いているため、胸ポケットに入れて携行する場合は、格納されたペン先が上方向を向く。
万年筆はインクを充填する方式により大きく2通りに分けられる。ひとつは、ビンに入ったインクを吸入する方式、もうひとつはカートリッジにつめられて小分けされた状態で流通しているインクをつかい、ペン軸内にカートリッジをセットして使用する方式である。
ペン軸内にインクを吸入するための機構が内蔵されているものを吸入式と言う。 ビン入りインクを吸入して用いる方法専用のもので、後述するカートリッジ式や、コンバーター(吸入器)式のものよりも多くのインクを一度に充填する事が出来る。 万年筆が考案された当初から使われている形式で、現在でも高価格帯の製品を中心に多くのモデルが製造されている。
吸入装置は本体内を負圧にし大気圧でインクを本体内に送り込むもので、ピストン式のもの等様々な方式がある。使用出来るインクの種類が多い上、インクを出し入れするときに細かいゴミなどを掃除する事が可能である（なお、モンブラン等の一部のメーカーは洗浄成分をインクに混入させている。