Cacbon (C)Hàm lượng cacbon trong thép tăng lên, điểm chảy, độ bền kéo và độ cứng tăng lên, nhưng tính dẻo và tính chất va đập lại giảm xuống. Khi hàm lượng cacbon vượt quá 0,23%, khả năng hàn của thép bị suy giảm, vì vậy nếu dùng để hàn thì hàm lượng cacbon của thép kết cấu hợp kim thấp thường không vượt quá 0,20%. Hàm lượng cacbon cao cũng làm giảm khả năng chống ăn mòn khí quyển của thép, và thép cacbon cao trong kho hở dễ bị gỉ; ngoài ra, cacbon có thể làm tăng tính giòn nguội và độ nhạy cảm với lão hóa của thép.
Silicon (Si)Silicon được thêm vào như một chất khử và chất khử oxy trong quá trình luyện thép, vì vậy thép đã khử oxy chứa 0,15-0,30% silicon. Silicon có thể cải thiện đáng kể giới hạn đàn hồi, điểm chảy và độ bền kéo của thép, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi làm thép đàn hồi. Việc tăng lượng silicon sẽ làm giảm khả năng hàn của thép.
Mangan (Mn)Trong quá trình sản xuất thép, mangan là chất khử oxy và khử lưu huỳnh tốt. Thông thường, thép chứa 0,30-0,50% mangan. Mangan có thể làm tăng độ bền và độ cứng của thép, tăng khả năng tôi cứng của thép, cải thiện khả năng gia công nóng của thép và làm giảm hiệu năng hàn của thép.
Phốt pho (P)Nhìn chung, phốt pho là một nguyên tố có hại trong thép, làm tăng độ giòn nguội của thép, làm giảm hiệu suất hàn, giảm độ dẻo và làm giảm hiệu suất uốn nguội. Do đó, hàm lượng phốt pho trong thép thường được yêu cầu phải nhỏ hơn 0,045%, và yêu cầu đối với thép chất lượng cao thì thấp hơn.
Lưu huỳnh (S)Lưu huỳnh cũng là một nguyên tố có hại trong điều kiện bình thường. Nó làm cho thép giòn khi nóng, làm giảm độ dẻo và độ dai của thép, và gây ra nứt trong quá trình rèn và cán. Lưu huỳnh cũng gây bất lợi cho hiệu suất hàn, làm giảm khả năng chống ăn mòn. Do đó, hàm lượng lưu huỳnh thường được yêu cầu phải nhỏ hơn 0,045%, và yêu cầu đối với thép chất lượng cao thì thấp hơn. Thêm 0,08-0,20% lưu huỳnh vào thép có thể cải thiện khả năng gia công, và nó thường được gọi là thép dễ gia công.
Vanadi (V)Việc thêm vanadi vào thép có thể giúp tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện độ bền cũng như độ dẻo dai.
Niobi (Nb)Niobi có thể tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện hiệu suất hàn.
Đồng (Cu)Đồng có thể cải thiện độ bền và độ dẻo dai. Nhược điểm là nó dễ bị giòn khi gia công nóng, và hàm lượng đồng trong thép phế liệu thường cao hơn.
Nhôm (Al)Nhôm là chất khử oxy thường được sử dụng trong sản xuất thép. Một lượng nhỏ nhôm được thêm vào thép để tinh luyện cấu trúc hạt và cải thiện độ bền va đập.