מרכיביה העיקריים של הבירה הם:מים, לתת (העשוי בדרך כלל משעורה), כָּשׁוּת ושמרים. כמו כן משתמשים לפעמים (בעיקר בבלגיה) גם באמצעי תיבול שונים בבישול בירה, כדי להעניק לה טעם מיוחד. מלבד שעורה, משתמשים במקומות שונים בעולם בזרעים נוספים כמקור של סוכרים ללתת, כגון חיטה, תירס ואורז.
לתת
לתת (Malt) הוא חומר הגלם העיקרי לייצור בירה. לתת הוא דגן שעבר הנבטה, הגורמת להיווצרות פרופיל עמילנים המתאים לייצור בירה. ברוב המוחלט של המקרים, הלתת בו משתמשים הוא לתת משעורה. בבירות חיטה משתמשים גם בלתת שעורה וגם בלתת חיטה. בעולם משתמשים גם במקורות סוכרים אחרים כגון אורז ותירס, מכיוון שהם זולים יותר מלתת.
תהליך ייצור הלתת, המכונה הלתתה, נפתח בהנבטת השעורה. שלב זה מתחיל בהשריית הדגן במים למשך מספר שעות. המים מביאים לתהליך נביטה, שבמהלכו מפרקים אנזימים בגרעיני התבואה את חומר התשמורת העמילני. עמילן הוא רב-סוכר, שיש לפרק אותו לסוכרים פשוטים, שרק הם זמינים לפעילות הפירוק של השמרים (תסיסה). לאחר מכן מוחזקים הגרעינים הנובטים באולמות מיוחדים, מאווררים ומבוקרי טמפרטורה, על מנת להמשיך את תהליך הפירוק.
בשלב הבא עוצרים את ההנבטה על ידי ייבוש הגרעינים באוויר חם. בשלב זה מקבלים לתת בגוונים שונים באמצעות דרגות קלייה שונות. חלק מהלתת מותירים בהיר והוא משמש כלתת לבירות בהירות, או כ"לתת בסיס". חלק מהלתת קולים יותר, לקבלת לתת בגוון חום כהה יותר ויותר, עד שחור (למשל "לתת שוקולד"). בייצור הבירה משתמשים בצירופי לתתים שונים, כך שמתקבלת בירה בגוון מסוים - כהה יותר או פחות - ובעלת טעמים קלויים יותר או פחות (יותר טעמי קפה, שוקולד וכדומה).
לתת הבסיס, שעובר קלייה קלה, מכיל עמילן ואנזימים (עמילאז) שיפרקו אותו לסוכרים בהמשך תהליך הייצור; מסיבה זו, לתת הבסיס הוא תמיד רוב הלתת בו נעשה שימוש במתכון בירה אופייני.
חלק ממבשלות הבירה אינן מייצרות לתת בעצמן, אלא רוכשות אותו ממפעלים המתמחים בייצורו, הנקראים מלתתות (malting או malthouse באנגלית).
מים
מקור המים ותכונותיהם משפיעים במידה רבה על התוצאה הסופית מאחר שהמים הם מרכיב עיקרי בבירה. מים קשים מתאימים יותר לבירה כהה, ומים רכים - לבירה בהירה.
כשות
תפקידה העיקרי של הכָּשׁוּת בבירה הוא הקניית מרירות וארומה אופייניות. לשם תיבול והוספת מורכבות נהוג להשתמש בצמחים שונים, ולא רק בכשות, בייצור בירה. אולם בנוסף לתכונותיה הארומטיות, נודעו לכשות יתרונות על פני צמחים אחרים בשל סגולותיה המיוחדות, שהפכו אותה לפופולרית יותר ויותר בקרב מבשלי בירה מסחריים: מרירותה מצמיאה ומעוררת שתיה מוגברת, והיא מונעת או מצמצמת פעילות חיידקית.
את מרירות הכשות מקובל למדוד ביחידות אלפא. ישנם שני סיווגים לכשות: כזו שמוסיפה מרירות, וממצים אותה כבר בשלבי הבישול הראשונים, וכזו שמוסיפה ארומה, שבה משתמשים בשלבים מאוחרים של הבישול (חומרי ריח נהרסים בקלות בבישול, לכן מוסיפים רק למיצוי בסיסי שלהם, ותו לא).
המושג בעברית: הכשות המשמשת בייצור בירה היא הפרח הנקבי של הצמח ששמו הלטיני הוא (Humulus lupulus) מממשפחת הקנאביים. היא אינה צמח הכְּשׁוּת (Cuscuta campestris) המוכר כטפיל נשרך בצידי דרכים, בשדות ובחצרות לא מטופחות. על מנת למנוע בלבול בין שני הצמחים, טבעה האקדמיה ללשון העברית את המושג כָּשׁוּת לציון הרכיב בייצור הבירה.
שמרים
שמרים הם יצורים חד תאיים אוקריוטים המסווגים בממלכת הפטריות. השמרים מפרקים חד-סוכרים כגון גלוקוז ודו-סוכרים כגון מלטוז ומנצלים אותם לתהליך יצירת האנרגיה שלהם. תוצרי הלוואי מפעילות זו הם פחמן דו-חמצני ואתנול.
מלבד פחמן דו-חמצני ואלכוהול יוצרים השמרים חומרים רבים אחרים התורמים לטעם ולארומה של הבירה. לכל מין של שמרים מטבוליזם שונה, דבר הגורם להבדלים ביחסים בין תוצרי הלוואי של השמרים. לכן מגדלת כל מבשלה את השמרים שלה, המשאירים חותמת ייחודית על טעם הבירה.
סוגי בירה
הבירות בעולם נחלקות לשתי משפחות: לאגר ואייל. חלוקה זו נקבעת לפי סוג השמרים: שמרי אייל משמשים להכנת בירה מסוג אייל ושמרי לאגר משמשים בהכנת בירה מסוג לאגר. בין שתי המשפחות מספר הבדלים:
מיקום התסיסה - שמרי לאגר תוססים בחלקו התחתון של מיכל התסיסה ושמרי אייל בחלקו העליון.
טמפרטורה - שמרי אייל מתרבים בטמפרטורה גבוהה יותר משמרי לאגר, טמפרטורת התסיסה המועדפת עליהם היא בין 15 ל-24 מעלות צלזיוס. לעומתם, שמרי לאגר זקוקים לטמפרטורות נמוכות יותר: 4 - 15 מעלות צלזיוס, לכן קירור הוא חלק בלתי נפרד בתהליך הכנת בירה מסוג לאגר.
טעם. טעמה של בירה מסוג אייל עשיר יותר מבירת הלאגר הטיפוסית-מסחרית וזאת בשל חומרי ארומה וטעם שונים המיוצרים בתהליך התסיסה.