碳是决定钢性能的最重要因素，影响钢的强度、塑性、韧性等力学性能。当钢的含碳量小于0.8%时，含碳量随着含碳量的增加，强度当含碳量增加时，塑性和韧性下降，但当含碳量超过1.0%时，钢的强度随着含碳量的增加而降低。工程碳钢一般为低碳钢。即含碳量小于0.25%，工程低合金钢含碳量小于0.52%。
在钢中发现的有益元素包括锰、硅、钒和钛。通过控制添加量，可以冶炼成低合金钢。钢中的主要有害元素是硫、磷和氧。应特别注意对这些内容的控制。铁素体中最有害的元素之一，溶解在铁素体中主要起强化作用。

磷含量的增加会增加钢的强度和硬度，并显着降低塑性和韧性。特别是温度越低，对塑性和韧性的影响越大，使钢的冷脆性大大增加。
磷也大大降低了钢的可焊性，但磷可以提高钢的耐磨性和耐腐蚀性。硫也是一种剧毒元素。它作为非金属硫化物夹杂物存在于钢中并降低各种机械性能。
由于硫化物的熔点低，在热加工过程中钢晶粒分离，使钢材断裂，形成称为热脆性的热脆现象。硫增加钢的可焊性、冲击韧性和抗疲劳性。耐腐蚀性降低，氧是钢中的有害元素，主要存在于非金属夹杂物中，少量溶解在铁素体中。
非金属夹杂物会降低钢的机械性能，尤其是韧性。氧气有加速老化倾向的作用，氧化物导致的低熔点也降低了钢的可焊性。