Сталь — это сплав железа с углеродом и незначительными примесями, которые поступают вместе с рудой и топливом. В ряде случаев для улучшения свойств в состав стали вводят легирующие компоненты. В зависимости от содержимого легирующих составных частей стали разделяют по содержанию углерод: низколегированные — суммарное содержимое легирующих компонентов не превышает 2,5 %; среднелегированные — легирующих элементов 2.5-10 % , высоколегированные — легирующих примесей свыше 10 %.

В строительстве чаще всего применяют углеродные и низколегированные стали. Среднелегированные постоянные используют реже, а высоколегированные — лишь в отдельных экстремальных случаях, например, при высоких или сильно низких температурах, в агрессивных средах и т.п. Это обусловлено недостатком и высокой стоимостью легирующих компонентов.

Строительные стали содержат углерода до 0,22 %, то есть они малоуглеродистые. Высокоуглеродистые и среднеуглеродистые виды сталей широко применяют в машиностроении, как в конструкционном, так и в инструментальном и т.п.
Количество углерода имеет решающее влияние на механические свойства сталей. При соединении углерода с железом возникают карбиды, которые являются основными укрепляющими структурными образованиями стали. Увеличение содержимого углерода предопределяет рост прочности, но вместе с тем снижает пластичность и свариваемость стали. Небольшое содержимое углерода в строительных сталях обеспечивает их хорошую свариваемость и высокую пластичность.
Существенно повышает прочность без значительного снижения пластичности марганец, который всегда имеется в сталях. Его содержимое в углеродных сталях преимущественно составляет 0,30...0,65 %, а в легированных — намного больше, в зависимости от марки.

Третьей примесью, которую чаще всего содержат углеродистые стали, является кремний — наиболее распространенный окислитель. Он содействует получению мелкозернистой структуры и повышению прочности. Но при этом уменьшается свариваемость и стойкость к коррозии. Поэтому желательно, чтобы содержание кремния в стали не превышало 0,3 %.

В условиях, которые служат причиной интенсивной коррозии, полезной примесью является медь. Вместе с улучшением коррозийной стойкости медь повышает и прочность (хотя меньше, чем марганец), но ухудшает свариваемость.
Кроме указанных элементов легированные стали дополнительно содержат такие примеси, как никель, хром, ванадий, вольфрам, молибден, титан, бор и т.п. Их введение в состав сталей улучшает эксплуатационные качества материала. Но при этом необходимо помнить, что запасы легирующих элементов ограничены, а стоимость высокая. Кроме этого, повышенное содержание легирующих компонентов ухудшает свариваемость. Экономически выгодным методом улучшения стали является так называемое карбидное укрепление, когда укрепляющими компонентами могут быть не только карбиды металлов, но и их нитриды.
Существенное повышение прочности и холодоустойчивости достигается введением в сталь небольшого количества нитридных примесей: азота, ванадия, ниобия, который не приводят к ухудшению свариваемости и росту стоимости.