隨著含碳量的增加，鋼的抗拉強度、硬度提高，塑性、韌性降低。

　　鋼的主要化學成分是鐵（Fe，在普通碳素鋼中約占99%）和少量的碳（C）。此外有錳（Mn）、硅（Si）、等有利元素，以及熔煉中很難除盡或混入的硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）、氫（H）、等有害雜質元素。在合金鋼中還有特意添加以改善鋼材性能的某些合金元素,如錳、釩（V）等。碳、錳、硅和雜質元素以及合金元素的含量雖少,但對鋼材性能有很大的影向。

　　碳含量對鋼的強度、塑性、韌性和焊接性（鋼材對焊接的適應性，主要指在一定的焊接工藝條件下獲得優質焊接接頭的難易程度）有決定性的影向。隨著碳含量的增加，鋼材的抗拉強度和降服強度提高；但其塑性、冷彎性能和沖擊韌性、特別是低溫沖擊韌性降低，焊接性也變壞。鋼結構的鋼材不但應有較高的強度，而且應有良好的塑性、較好的焊接性（對焊接結構）和冷彎性能以及必要的韌性。所以結構鋼材的碳含量不能過高，通常不超過0.26%。

　　錳是結構鋼的常有元素。在碳素鋼中多是煉鋼時作為脫氧劑加入鋼液的元素，通常含量為0.51.6%；在低合金錳鋼中是作為合金元素，在A992鋼和SN鋼種中其含量為0.51.5%左右。鋼的錳含量不太多時材料成分標準，能顯著改善鋼材的冷脆性能，并提高其降服強度和抗拉強度，而又不過多地降低塑性和沖擊韌性；錳對脫除鋼中有害元素氧的含量有作用；錳還能與鋼中的硫在高溫下化合成熔點很高（約1600C，遠高于鋼材的一般加工溫度）的硫化錳（MnS），因而減除硫的有害作用，使鋼材熱加工時因硫而產生裂紋的“熱脆”現象減少。但是過量的錳含量會使鋼材變脆和塑性降低。

　　硅與鋼液中的氧有較強的化用，且能使鋼中鐵體晶粒細小和散布均勻，是熔煉有較好性能的鎮靜鋼的一種常用的脫氧劑。適量的硅可提高鋼材的強度，而對其塑性、冷彎性能、沖擊韌性和焊接性無顯著的不良影向。過量的硅將降低鋼材的塑性和沖擊韌性，惡化其抗腐蝕能力和焊接性。結構鋼中硅含量一段不超過0.4%（A36鋼）或0.55%（SM、SN鋼）。

　　釩是熔煉錳釩低合金鋼時特意添加的一種合金元素，可提高鋼材強度和細化鋼的晶粒；釩的化合物具有高溫穩定性，使鋼的高溫硬度提高。A572鋼A992鋼就是在低合金錳鋼基礎上加入適量（0.010.15%）的釩而熔煉成功的一種新的強度較高的低合金結構鋼。

　　硫和磷是鋼中兩種十分有害的元素。硫與鐵化合生成硫化鐵（FeS），散布在純鐵體的間層中，當溫度在800～1200C時熔化而使鋼材出現裂紋，稱為“熱脆”現象，使鋼的焊接性變壞；硫還將降低鋼材的塑性和沖擊韌性。因此，應嚴格限制結構尤其是焊接結構鋼材的硫含量，一般要求不超過0.035～0.050%。

　　氧、氮、氫通常是在鋼熔融時從空氣或水分子分解等進入鋼液，在冷卻后余留下來的極其有害的元素。氧的有害作用同硫且更甚，增加鋼的脆性；氮的作用類似于磷，能顯著降低鋼材的塑性、沖擊韌性并增大其“冷脆”性；氫在低溫時易使鋼呈脆性破壞，產生所謂“氫脆”破壞現象。因此，較重要的鋼結構，尤其是在低溫下承受動力荷載的鋼結構用鋼的上述元素含量也常要求加以限制。