不锈钢焊条的化学成分设计需要与母材相匹配，通常以铬(Cr)作为核心元素，含量在12%-30%之间，这是形成不锈钢耐腐蚀性的关键。镍(Ni)的加入量约在8%-20%范围，能够显著提升奥氏体结构的稳定性，特别是304型焊条(含18%Cr+8%Ni)这类通用型焊条的应用最为广泛。部分特殊焊条还会添加钼(Mo 2%-3%)来增强抗点蚀能力，比如316L焊条就含有这种关键合金元素。
为了改善焊接工艺性能，焊条药皮中会配置适量的锰(Mn 1%-2%)和硅(Si 0.3%-0.7%)作为脱氧剂。低碳型焊条如308L通常将碳(C)含量控制在0.03%以下，避免焊接过程中碳化铬析出造成晶间腐蚀。某些耐高温焊条会添加铌(Nb)或钛(Ti)等稳定化元素，它们能与碳优先结合形成碳化物，保护铬元素不被消耗，这种机制在347型焊条中表现得尤为明显。
特殊工况下使用的焊条可能含有更多功能性元素，比如铜(Cu)的加入可以提升耐硫酸腐蚀能力，而氮(N)的引入则能替代部分镍含量同时保持奥氏体结构。焊条制造过程中还需要严格控制硫(S)和磷(P)等杂质元素，它们的含量通常需低于0.03%，否则会显著影响焊缝金属的韧性和抗裂性。现代药皮配方还会加入稀土元素来细化晶粒，这种技术改进使得E309L焊条等产品在焊接异种钢时表现出更好的机械性能。
