皮影的制作是極為復雜的，從選皮到影人成形上戲，有許多工藝技巧。傳統的制作工序可分為選皮、制皮、畫稿、過稿、鏤刻、敷彩、發汗熨平、綴結合成等八個基本步驟。
選皮
西安皮影均以上等“秦川牛皮”作為刻制原料，因為牛皮質地堅韌，透光性強，壹般選用四至六歲的母牛皮為最好。如果選用黑牛皮，不論公牛或母牛均可。
制皮
牛皮的炮制方法有兩種：壹是“凈皮”，另壹是“灰皮”。凈皮的制作工藝是在牛皮選好後，放在潔凈的涼水裏浸泡兩三天(根據氣溫、牛皮和水的具體情況掌握)，取出用刀刮制。第壹道工序先刮去牛毛，第二次再刮去裏皮的肉渣，第三次是逐漸刮薄，刮去裏皮。每刮壹次用清水浸泡壹次，直到第四次精致細作，把皮刮薄泡亮為止。刮時壹定要註意使皮子厚薄均勻，手勁要輕而穩，以免損傷皮子。刮好後撐於木架之上，陰幹即成。
另壹種灰皮稱為“軟刮”，浸泡皮時用氧化鈣(生石灰)、硫化鈉(臭火堿)、硫酸、硫酸銨等藥劑配方，分次化入水中，反復浸泡刮制而成。這種方法刮出來的皮料，近似玻璃，更宜雕刻。
畫稿
制作皮影時所用的畫稿稱為“樣譜”，是歷代藝人們相傳的設計圖稿。由於紙質的樣譜比牛皮的皮影更不易保存，故現今能流傳下來的明、清樣譜寥寥無幾。
過稿
雕刻藝人將刮好的牛皮分解成塊，用濕布潮軟後，再用特制的推板，稍加油汁逐次推磨，使牛皮更加平展光滑，並能解除皮質的收縮性，然後才能描圖樣。畫稿前對成品皮的合理使用，也是壹項細致的工作。薄而透亮的成品皮，要用於頭、胸、腹這些顯要部位；較厚而色暗的成品皮，可用於腿部和其他壹般道具上。這樣既可節約原料，又提高了皮影質量，同時也使皮影人物形成上輕下重，在挑簽表演和靜置靠站時安穩、趁手。描圖樣是用鋼針筆把各部件的輪廓和設計圖案紋樣分別拷貝、描繪在皮面上，這叫“過稿”，再把皮子放在棗木或梨木板上進行刻制。
鏤刻
雕刻刀具藝人們十分講究，壹般都有十壹二把，多的達三十把以上。刀具有寬窄不同的斜口刀、平刀、圓刀、三角刀、花口刀等，分工很講究，要求熟練各種刀具的不同使用方法。根據傳統經驗，在刻制線狀的紋樣時要用平刀去紮；在刻制直線條的紋樣時用平刀去推；對於傳統服飾的袖頭襖邊的圓型花紋則需要鑿刀去鑿；壹些曲折多變的花紋圖樣，則須用尖刀(即斜角刀)刻制。藝人雕刻的口訣如下：櫻花平刀紮，萬字平刀推，袖頭襖邊鑿刀上，花朵尖刀刻。
雕刻線有虛實之分，還有暗線、繪線之分。虛線為陰刻，即鏤空形體線而成，皮影多為這種線法。實線保留形體輪廓挖去余部，為陽刻，多用於生旦、須醜的白臉，凡白色的物體都用陽刻法。虛實線沿輪廓的兩側刻出斷續的鏤空線，多用於景片建築的刻制。暗線則用刀劃線而不透皮，多在活動關節處。繪線是以筆代之，以表現細致的物體。
雕刻的刀鋒起落點叫刀口，刀口有斷口、尖頭、齊口、圓口之分。齊口多用於方正規範的物象，如桌箱、櫃櫥、建築等；尖口多用於炊煙、流雲、水波、風帶等；圓口多用於花卉圖案；斷口是用來截斷過長的陽刻線，使連接處更多，加強影人的使用壽命。
敷彩
影子雕完後，開始敷彩。老藝人用色十分講究，大都用紫銅、銀朱、普蘭、荔子等礦和植物炮制出大紅、大綠、杏黃等顏色著色。炮制的方法首先把制好的純色化人稍大的酒盅內，放進幾塊用精皮熬制的透明皮膠，然後把盅子放在特制的燈架上，下邊點燃酒精燈火，使之膠色溶為壹起成粥狀，趁熱敷之於影人上。雖是色彩種類不多，但老藝人善於配色，再加上點染的濃淡含露之變化，使色彩效果異常絢爛。
發汗熨平
敷色後還要給皮影脫水發汗，這是壹項關鍵性工藝。它的目的是為了使敷彩經過適當高溫吃入牛皮內，並使皮內保留的水分得以揮發。脫水發汗的方法很多，有的用薄木板夾住皮影部件，壓在熱炕的席下；也有的用平布包裹皮影部件，以烙鐵或電熨鬥燙；另壹種很老的土辦法就是用土坯或磚塊搭成人字形，下面用麥稭燒熱，壓平皮影使脫水發汗。
脫水發汗的成敗關鍵在於掌握溫度火候，所要求的溫度壹般在攝氏70度上下。溫度恰當，皮子脫水發汗順利，皮內水分即可揮發，顏色即可吃人皮內，使皮影的色澤鮮美，且久不褪色，而膠質也可溶化封閉住皮子的毛孔，皮影永久不翹扭變形。如果溫度過高則會使皮子抽縮壹團，工藝全部報廢；溫度不足，則膠色不能溶化吃入肉皮，皮內的水分難排盡，造成皮影人物的色澤不亮，時間長了仍會變形。
上述各法有優有劣。用烙鐵、電熨鬥脫水發汗的方法雖然便捷，但效果較差；壓在熱炕席下發汗的辦法，主要用於皮影大型布景，也可以用在皮影人物；用土坯和磚塊脫水發汗效果很好，這是因為土坯烘熱後，溫度平和吸水力強的緣故，但此法功效十分緩慢。
綴結合成
皮影人物是皮影主體，它的結構是頗具巧思的。為了動作靈活無礙，壹個完整皮影人物的形體，從頭到腳通常有頭顱、胸、腹、雙腿、雙臂、雙肘、雙手，***計十壹個部件。
頭部：頭包括顏面、帽、須及頸部，下端為楔子，演出時插入胸上部的卡口內，不用時則卸下保管。
胸部：上部裝置卡口，以備插皮影人頭用。與胸上側同點相釘結的有兩臂，各分為打下臂兩節，小臂下有手相聯。
腹部：腹上與胸相聯，腹下與雙腿相聯，腿部與足為壹個整體，其中包括靴鞋在內。
皮影人物各個關節部分都要刻出輪盤式的樞紐，叫做“花輪”或“空花”，老藝人則稱“骨縫”，以避免肢體疊合處出現過多重影。連接骨縫的點叫“骨眼”。骨眼的選定關系到影人的造型美感，選擇恰當會有精神抖擻之相，反之則顯得佝僂垂死，委靡不振。選好骨眼後，用牛皮刻成的樞釘或細牛皮條搓成的線綴結合成，十壹個主要部件就這樣裝成了壹個完整的皮影人。
為了表演的需要，還要裝置三根竹棍作操縱桿，也就是簽子。文場人物在胸部的上前部裝置壹根簽子，鐵絲連接之，使影人能反轉活動，再給雙手處各裝置壹根簽子，便於雙手舞動；而武場人物胸部簽子的裝置位置在胸後上部(即後肩上部)，以便於武打，使皮影人能做出跑、立、坐、臥、躺、滾、爬、打鬥等百般姿態。