不锈钢线主要由铁（Fe）作为基础元素，同时含有至少10.5%的铬（Cr）以形成氧化铬保护层，这是其抗腐蚀性的关键。根据具体型号，可能添加镍（Ni）提升延展性（如304含8-10.5%镍），钼（Mo）增强耐酸碱能力（如316含2-3%钼），以及锰（Mn）、硅（Si）等改善机械性能。需要特别注意的是，碳（C）含量通常控制在0.03-1.2%之间，过高会影响焊接性能，但可提高硬度（如440C含0.95-1.2%碳）。
不同系列的不锈钢线成分差异显著，例如200系列会以锰和氮（N）部分替代镍降低成本，而双相钢（如2205）则通过22%铬、5%镍及3%钼的配比实现高强度与耐腐蚀平衡。微量硫（S）或硒（Se）可能被加入以提高切削加工性，但这些元素通常控制在0.03%以下以避免降低耐蚀性。
生产过程中还会通过精确控制钛（Ti）或铌（Nb）的添加量（0.1-1%）来稳定碳元素，防止晶间腐蚀。环保型不锈钢线近年逐渐采用铜（Cu）替代部分重金属，在保持性能的同时降低环境负荷。通过光谱分析仪（OES）检测可见，优质不锈钢线的元素波动范围往往控制在±0.5%以内以保证性能稳定性。
