ปากกาโรลเลอร์บอล ส่วนใหญ่ใช้หมึกที่ใช้น้ำหรือหมึกเป็นกลางซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำเป็นตัวทำละลายด้วยสีย้อมและสารลดแรงตึงผิวจำนวนเล็กน้อยที่เพิ่มเข้ามาและความหนืดของหมึกต่ำ หมึกนี้มีการซึมผ่านที่แข็งแกร่งและสามารถดูดซึมได้อย่างรวดเร็วโดยเส้นใยกระดาษ แต่อาจทำให้เลือดออกเล็กน้อยบนกระดาษบาง ๆ ปากกาลูกลื่นใช้หมึกที่ใช้น้ำมันซึ่งทำจากน้ำมันแร่หรือน้ำมันสังเคราะห์เป็นตัวทำละลายและผสมกับเม็ดสีที่มีความเข้มข้นสูง มันมีความหนืดสูงมากและมีพื้นผิวเหมือนวาง ของเหลวหมึกเนื่องจากความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานของการกลิ้งแห้งเร็วขึ้นและไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเปื้อน
ปลายปากกาโรลเลอร์บอลมักทำจากทังสเตนคาร์ไบด์หรือเซรามิกโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5-0.7 มม. เนื่องจากหมึกที่ใช้น้ำมีความลื่นไหลเพียงเล็กน้อยจึงจำเป็นต้องมีความดันเพียงเล็กน้อยในการสร้างเครื่องหมายหมึกอย่างต่อเนื่องเมื่อเขียนและเส้นนั้นมีความละเอียดอ่อนและละเอียดอ่อนซึ่งเหมาะสำหรับการเขียนระยะยาว ลูกบอลของปากกาลูกลื่นมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าและจำเป็นต้องใช้แรงกดดันมากขึ้นเพื่อนำหมึกออกมาด้วยหมึกความหนืดสูง การใช้งานระยะยาวสามารถทำให้เกิดความเหนื่อยล้าได้อย่างง่ายดายและขอบของเส้นอาจสะสมหมึก "การสะสมหมึก" ปรากฏการณ์
ปากกาลูกกลิ้งลูกมีความต้องการสูงสำหรับความเรียบของพื้นผิวกระดาษ หมึกอาจแตกบนกระดาษที่หยาบหรือเคลือบและหมึกที่ใช้น้ำเป็นเรื่องง่ายที่จะระเหยและแห้งเมื่อสัมผัสกับอากาศ ควรปิดฝาปากกาอย่างแน่นหนาหลังการใช้งาน ข้อได้เปรียบของมันคือการแสดงออกของสีมีความแข็งแรงและช่วงสีที่อุดมไปด้วยสามารถทำได้โดยการผสมสีย้อมซึ่งเหมาะสำหรับการจดบันทึกหรือการสร้างศิลปะ ด้วยการยึดเกาะที่แข็งแกร่งของหมึกปากกาปากกาลูกลื่นสามารถเขียนลงบนกระดาษคาร์บอนกระดาษความร้อนและพื้นผิวพลาสติก โครงสร้างที่ปิดผนึกช่วยให้สามารถผลิตหมึกได้อย่างเสถียรในอุณหภูมิสูงหรือสถานะคว่ำซึ่งเหมาะสำหรับการเติมบิลการบันทึกภาคสนามและฉากอื่น ๆ
หมึกปากกาลูกลื่นที่ใช้น้ำมันมีความต้านทานต่อแสงที่แข็งแกร่งและความต้านทานออกซิเดชันและเนื้อหาที่เป็นลายลักษณ์อักษรสามารถเก็บรักษาไว้ได้นานกว่าสิบปีซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานการจัดการที่เก็บถาวร หมึกที่ใช้น้ำของปากกาลูกลื่นเป็นเรื่องง่ายที่จะจางหายไปภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต แม้ว่าหมึกที่เป็นกลางจะดีขึ้น แต่ก็ยังอ่อนแอกว่าความทนทานของหมึกที่ใช้น้ำมัน จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อมปากกาโรลเลอร์บอลมักจะใช้การออกแบบเติมเพื่อลดการบริโภคพลาสติก ปากกาลูกลื่นปากกาลูกลื่นค่อนข้างเครียดกับสภาพแวดล้อมเนื่องจากหมึกยากที่จะลดลงหลังจากการแข็งตัว