不锈钢棒的主要成分是铁(Fe)和铬(Cr)，其中铬含量必须达到10.5%以上才能形成具有耐腐蚀性的钝化膜。304不锈钢作为最常见型号，含有18-20%的铬和8-10.5%的镍(Ni)，这种奥氏体结构使其具备优异的加工性能和耐蚀性。需要特别注意的是，316不锈钢在此基础上增加了2-3%的钼(Mo)，显著提升了抗点蚀能力，特别适合海洋环境使用。
除了这些主要合金元素，不锈钢棒还会添加锰(Mn)改善热加工性能，硅(Si)增强抗氧化性，以及微量的氮(N)用于替代部分镍以降低成本。马氏体不锈钢如420系列含有12-14%铬和0.3-0.4%碳(C)，通过热处理可获得较高硬度。而双相不锈钢如2205则会精确控制铬(22%)、镍(5%)和氮(0.18%)的配比，使其同时具备奥氏体和铁素体的双重特性。
生产过程中可能残留的微量元素也值得关注，特别是硫(S)和磷(P)这类有害杂质需要控制在0.03%以下。现代冶金技术还开发出含铜(Cu)的抗菌不锈钢，以及添加钛(Ti)或铌(Nb)的稳定化不锈钢用于焊接场合。这些元素的精确配比与相互作用，共同决定了不锈钢棒的机械性能(如抗拉强度520MPa)和耐腐蚀等级(如盐雾测试500小时)。
