优特钢作为特殊钢种的核心成员，其成分设计往往在普通碳钢基础上添加多种合金元素以提升性能。需要特别关注的是铬(Cr)元素的存在，它能显著提高钢材的耐腐蚀性和硬度，特别是在9-18%含量范围内会形成稳定的氧化膜。钼(Mo)元素的加入虽然通常仅占0.2-1%，但对高温强度和抗蠕变性能的提升效果极为显著。
除了这些关键元素外，镍(Ni含量8-35%)与钢材的低温韧性密切相关，而钒(V含量0.1-0.5%)与铌(Nb)通过细化晶粒机制来提升强度。锰(Mn含量0.3-2%)作为常规脱氧剂存在时还能改善热加工性能。某些特殊用途的优特钢还可能含有钨(W)、钴(Co)等稀贵元素，例如高速工具钢中的钨含量可达6-20%，这对保持高温红硬性至关重要。
值得注意的是碳(C含量0.1-1.5%)的控制尤为微妙，它作为最基本的强化元素，其含量变化会直接影响钢材的可焊性和塑性。硅(Si含量0.2-2.5%)在提升强度的同时也会影响磁性能，因此电工钢中的硅含量通常处于较高水平。现代优特钢的研发越来越注重多元微合金化，通过钛(Ti)、硼(B)等微量元素(含量通常＜0.1%)的精确控制来实现性能的精细调控。
