Bardzo wiele kalesonów termoaktywnych produkowanych jest z materiałów naturalnych. Jedwab oraz wełna merynosów posiadają bardzo dobre właściwości izolujące. Kalesony termoaktywne z jedwabiu najczęściej polecane są do stosowania w niskich temperaturach oraz przy niższych poziomach aktywności.
Jedwab można łączyć z innymi materiałami w celu zwiększenia właściwości pochłaniania wilgoci, ponieważ transportuje on wilgoć wolniej niż tkaniny syntetyczne. Kalesony termoaktywne wykonane z tego materiału posiadają luksusową i wygodną fakturę.
Wymagają jednak stosunkowo częstego prania, aby uniknąć gromadzenia się nieprzyjemnych zapachów. Wiele kalesonów termoaktywnych powstaje także z wełny merynosów. Są one szczególnie zalecane w chłodniejszych zakresach temperatur, ale mogą zapewniać wysoki komfort w przypadku większości warunków temperaturowych.
Wykonane z tego materiału kalesony termoaktywne posiadają doskonałe własności izolacyjne. Są naturalnie antybakteryjne i tym samym gromadzą znacznie mniej nieprzyjemnych zapachów. Odparowanie wilgoci utrzymuje skłonność do chłodzenia skóry i zmniejsza przegrzanie dzięki wyższej temperaturze przy ekstremalnym wysiłku.
Ze względu na jej miękkość i względny komfort w porównaniu do innych rodzajów wełny, wełna merynosów wykorzystywana jest znacznie częściej. W porównaniu do tkanin syntetycznych lub jedwabiu, kalesony termoaktywne z tego materiału są jednak droższe.