* Olieverf op doek: Dit was zijn voornaamste medium. Hij gebruikte vaak een techniek genaamd 'Benday dots', waarbij kleine kleurstippen werden aangebracht om de illusie van schaduw en textuur te creëren.
* Magna-verf: Deze synthetische emailverf bood levendige kleuren en een snelle droogtijd, wat de esthetiek van commercieel drukwerk weerspiegelde.
* Acrylverf: Lichtenstein experimenteerde ook met acryl, vooral in zijn latere werken.
* Plexiglas: Dit transparante plastic werd gebruikt om zijn 'brushstroke'-serie te creëren, waarbij hij het uiterlijk van een enkele penseelstreek nabootste in een uitvergrote en geabstraheerde vorm.
* Druktechnieken: Lichtenstein experimenteerde met verschillende drukmethoden, waaronder zeefdruk, offsetlithografie en giclee-afdrukken, om zijn kunstwerken op grotere schaal te reproduceren en te verspreiden.
Naast deze materialen verwerkte Lichtenstein vaak elementen uit stripverhalen en advertenties in zijn composities, waardoor de grenzen tussen hoge kunst en populaire cultuur verder vervagen.