美国队长之盾材质是原始埃德曼金属Proto-Adamantium，具体成分由振金Vibranium、铁和某种化学品组成，几乎坚不可摧，能抵抗极压、极端温度、辐射、电磁波频谱等侵击。

美国队长之盾是一个外表光滑的盘状圆盾，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，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。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。

美国队长之盾实际上是一次实验意外的产品。在二次世界大战期间，迈伦·马克莱恩Myron MacLain博士欲为美国创造一种坚不可摧的合金，有一次当他在实验室小憩之际，工作台上的振金、铁和某种化学品意外结合在一起，变成了地球上已知最坚硬的金属。但由于合成的过程和各种成分的比例未明，迈伦·马克莱恩博士无法再次制造出这种金属。这个实验意外产品后来被制成了圆盾，随后赠送给美国队长Captain America,成为美国队长的标志性武器。