不锈钢的核心成分是铁（Fe）和铬（Cr），其中铬含量必须达到10.5%以上才能形成有效的钝化膜（抗氧化保护层）。需要重点关注的是其合金体系设计，特别是镍（Ni）的加入能够显著提升奥氏体不锈钢的延展性和耐腐蚀性（常见于304/316牌号）。而钼（Mo）元素则能增强抗点蚀能力（如316L含2-3%Mo），碳（C）含量控制直接影响焊接性能（低碳钢种如304L碳含量≤0.03%）。
除基本元素外，现代不锈钢可能含有锰（Mn）以替代部分镍降低成本（200系不锈钢），硅（Si）用于改善铸造流动性，氮（N）则可提高强度（如304N）。在特殊应用场景中还会添加铜（Cu）改善冷加工性，钛（Ti）或铌（Nb）用于稳定碳（如321不锈钢含Ti）。这些元素的精确配比形成了马氏体（如410）、铁素体（如430）和双相钢（如2205）等不同显微结构。
微量元素的作用同样不可忽视，硫（S）和硒（Se）能提升切削加工性（易切削不锈钢如303），但会牺牲耐蚀性。值得注意的是，即使是同种元素在不同价态下也会产生差异，比如铬在Cr³⁺状态形成致密氧化膜，而Cr⁶⁺则可能引发环境污染问题。生产过程中还需严格控制磷（P）和硫（S）等杂质含量（通常要求P≤0.045%，S≤0.03%）以保证材料性能。
