Nguyên liệu làm gốm sứ bát tràng phải là đất sét trắng. Đất sét khi mang về được cho vào hệ thống bể lọc và ngâm trong nước một vài tháng cho đến khi phân rã tới độ chín, đánh tơi và nhuyễn trong bể chứa rồi tháo xuống bể lọc cho lắng dần, lọc chất hữu cơ nổi trên hớt. Phần đất sét nhuyễn, sạch lắng được chuyển sang bể ủ, bể phơi. Khi đất sét trắng, sánh như bột gạo, những người thợ thủ công mới đem lên để sản xuất gốm sứ.
Dụng cụ chính của lò gốm cổ là bàn xoay. Bàn xoay được chôn xuống đất, người thợ ngồi, chân đạp vào bàn xoay, tay buông bắt từng thỏi đất, thành các sản phẩm tinh xảo. Mặc dù làm thủ công nhưng các sản phẩm có độ giống nhau như được đúc trong cùng một khuôn. Sau này, sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, các nghệ nhân dùng khuôn thạch cao để tạo nên các sản phẩm gốm mộc.
Khi gốm mộc được phơi khô, chuyển qua giai đoạn vẽ và tráng men. Người thợ gốm Bát Tràng bằng sự tài hoa của mình đã trang trí lên các sản phẩm gốm những hình hài, hoa lá rất sống động. Gốm Bát Tràng từ xa xưa đã nổi tiếng về chất men phủ, men màu búp dong, loại men sắc độ trắng hơi ngả xanh, trong và sâu. Đặc biệt là Bát Tràng có lớp men lý, men nho, gần như màu ngọc thạch, nên được gọi là men ngọc. Bí quyết pha men ở đây gia truyền thợ gốm nơi khác không thể bắt chước được.
Cuối cùng là khâu nung lò cho ra sản phẩm gốm hoàn chỉnh. Kỹ thuật đốt lò ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gốm sứ. Người thợ gốm rất chú trọng đến ngày giờ đốt hay ra lò. Điều này có ý nghĩa như một tín ngưỡng thiêng liêng. Có nhiều kiểu lò nung khác nhau phù hợp với từng dòng sản phẩm: từ kiểu lò cổ truyền như lò ếch, lò dàn, lò bầu, lò hộp… Nguyên liệu để nung lò được thay đổi theo từng giai đoạn: từ việc đốt lò bằng cỏ khô, củi, than đá, nay còn có lò thí nghiệm đốt bằng điện, bằng ga, để dần nâng cao chất lượng sản phẩm gốm.