Węgiel (C)Zawartość węgla w stali wzrasta, wzrasta granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie i twardość, ale plastyczność i udarność maleją. Gdy zawartość węgla przekracza 0,23%, pogarsza się spawalność stali, dlatego jeśli jest ona używana do spawania, zawartość węgla w niskostopowej stali konstrukcyjnej zazwyczaj nie przekracza 0,20%. Wysoka zawartość węgla zmniejsza również odporność stali na korozję atmosferyczną, a stal wysokowęglowa w magazynach otwartych łatwo rdzewieje; ponadto węgiel może zwiększać kruchość stali w niskich temperaturach i jej podatność na starzenie.
Krzem (Si)Krzem jest dodawany jako środek redukujący i odtleniacz w procesie produkcji stali, dzięki czemu uspokojona stal zawiera 0,15-0,30% krzemu. Krzem może znacząco poprawić granicę sprężystości, granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie stali, dlatego jest szeroko stosowany jako stal sprężysta. Zwiększenie ilości krzemu obniży spawalność stali.
Mangan (Mn)W procesie produkcji stali mangan jest dobrym odtleniaczem i odsiarczaczem. Stal zawiera zazwyczaj 0,30–0,50% manganu. Mangan może zwiększać wytrzymałość i twardość stali, zwiększać jej hartowność, poprawiać podatność stali na obróbkę na gorąco oraz obniżać jej spawalność.
Fosfor (P): Generalnie fosfor jest szkodliwym pierwiastkiem w stali, który zwiększa kruchość stali na zimno, pogarsza spawalność, zmniejsza plastyczność i pogarsza odporność na zginanie na zimno. Dlatego zawartość fosforu w stali powinna być zazwyczaj mniejsza niż 0,045%, a wymagania dotyczące stali wysokiej jakości są niższe.
Siarka (S)Siarka jest również szkodliwym pierwiastkiem w normalnych warunkach. Powoduje kruchość stali na gorąco, zmniejsza jej ciągliwość i wytrzymałość oraz powoduje pęknięcia podczas kucia i walcowania. Siarka ma również negatywny wpływ na spawalność, zmniejszając odporność na korozję. Dlatego zawartość siarki zazwyczaj powinna być mniejsza niż 0,045%, a wymagania dotyczące stali wysokiej jakości są niższe. Dodanie 0,08–0,20% siarki do stali może poprawić jej skrawalność i dlatego jest ona powszechnie nazywana stalą automatową.
Wanad (V)Dodanie wanadu do stali może poprawić strukturę ziaren oraz zwiększyć wytrzymałość i udarność.
Niob (Nb):Niob może rozdrobnić ziarna i poprawić wydajność spawania.
Miedź (Cu)Miedź może poprawić wytrzymałość i udarność. Wadą jest jej podatność na kruchość podczas obróbki na gorąco, a zawartość miedzi w złomie stalowym jest często wyższa.
Aluminium (Al)Aluminium jest powszechnie stosowanym odtleniaczem w stali. Niewielka ilość aluminium jest dodawana do stali w celu rozdrobnienia ziaren i poprawy udarności.