1. कार्बन (C): इस्पात में कार्बन की मात्रा बढ़ने से उसकी उपज शक्ति और तन्यता शक्ति बढ़ती है, लेकिन प्लास्टिसिटी और प्रभाव शक्ति घटती है; हालांकि, जब कार्बन की मात्रा 0.23% से अधिक हो जाती है, तो इस्पात की वेल्डिंग क्षमता खराब हो जाती है। इसलिए, वेल्डिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले निम्न मिश्र धातु संरचनात्मक इस्पात में कार्बन की मात्रा आमतौर पर 0.20% से अधिक नहीं होती है। कार्बन की मात्रा बढ़ने से इस्पात का वायुमंडलीय संक्षारण प्रतिरोध भी कम हो जाता है, और उच्च कार्बन इस्पात खुली हवा में आसानी से संक्षारित हो जाता है। इसके अलावा, कार्बन इस्पात की ठंडी भंगुरता और वृद्धावस्था संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है।

2. सिलिकॉन (Si): इस्पात निर्माण प्रक्रिया में सिलिकॉन एक प्रबल डीऑक्सीडाइज़र है, और किल्ड स्टील में सिलिकॉन की मात्रा सामान्यतः 0.12%-0.37% होती है। यदि इस्पात में सिलिकॉन की मात्रा 0.50% से अधिक हो जाती है, तो सिलिकॉन को मिश्रधातु तत्व कहा जाता है। सिलिकॉन इस्पात की प्रत्यास्थता सीमा, उपज शक्ति और तन्यता शक्ति में उल्लेखनीय सुधार कर सकता है, और स्प्रिंग स्टील के रूप में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। क्वेंच्ड और टेम्पर किए गए संरचनात्मक इस्पात में 1.0-1.2% सिलिकॉन मिलाने से इसकी शक्ति 15-20% तक बढ़ सकती है। सिलिकॉन, मोलिब्डेनम, टंगस्टन और क्रोमियम के साथ मिलाकर, यह संक्षारण प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है, और इसका उपयोग ऊष्मा-प्रतिरोधी इस्पात के निर्माण में किया जा सकता है। 1.0-4.0% सिलिकॉन युक्त निम्न कार्बन इस्पात, जिसमें अत्यंत उच्च चुंबकीय पारगम्यता होती है, का उपयोग विद्युत उद्योग में विद्युत इस्पात के रूप में किया जाता है। सिलिकॉन की मात्रा बढ़ने से इस्पात की वेल्ड करने की क्षमता कम हो जाती है।

3. मैंगनीज (Mn): मैंगनीज एक अच्छा डीऑक्सीडाइजर और डीसल्फराइजर है। सामान्यतः, स्टील में 0.30-0.50% मैंगनीज होता है। जब कार्बन स्टील में 0.70% से अधिक मैंगनीज मिलाया जाता है, तो इसे "मैंगनीज स्टील" कहा जाता है। साधारण स्टील की तुलना में, इसमें न केवल पर्याप्त मजबूती होती है, बल्कि इसकी ताकत और कठोरता भी अधिक होती है, जिससे स्टील की कठोरता और गर्म काम करने की क्षमता में सुधार होता है। 11-14% मैंगनीज युक्त स्टील में घिसाव प्रतिरोध क्षमता अत्यंत उच्च होती है, और इसका उपयोग अक्सर एक्सकेवेटर बकेट, बॉल मिल लाइनर आदि में किया जाता है। मैंगनीज की मात्रा बढ़ने के साथ, स्टील का संक्षारण प्रतिरोध कमजोर हो जाता है और वेल्डिंग क्षमता कम हो जाती है।

4. फॉस्फोरस (P): सामान्यतः, फॉस्फोरस इस्पात में एक हानिकारक तत्व है, जो इस्पात की मजबूती तो बढ़ाता है, लेकिन इसकी प्लास्टिसिटी और कठोरता को कम करता है, इसकी शीतल भंगुरता को बढ़ाता है और वेल्डिंग तथा शीतल बेंडिंग क्षमता को खराब करता है। इसलिए, इस्पात में फॉस्फोरस की मात्रा आमतौर पर 0.045% से कम होनी चाहिए, और उच्च गुणवत्ता वाले इस्पात के लिए यह आवश्यकता कम होती है।

5. सल्फर (S): सामान्य परिस्थितियों में सल्फर भी एक हानिकारक तत्व है। यह स्टील को गर्म होने पर भंगुर बना देता है, इसकी तन्यता और कठोरता को कम कर देता है, और फोर्जिंग और रोलिंग के दौरान दरारें पैदा कर देता है। सल्फर वेल्डिंग की क्षमता को भी कम करता है और संक्षारण प्रतिरोध को घटाता है। इसलिए, सल्फर की मात्रा आमतौर पर 0.055% से कम होती है, और उच्च गुणवत्ता वाले स्टील में यह 0.040% से कम होती है। स्टील में 0.08-0.20% सल्फर मिलाने से मशीनिंग क्षमता में सुधार हो सकता है, जिसे आमतौर पर फ्री-कटिंग स्टील कहा जाता है।

6. एल्युमीनियम (Al): एल्युमीनियम इस्पात में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाला एक डीऑक्सीडाइज़र है। इस्पात में थोड़ी मात्रा में एल्युमीनियम मिलाने से कणों का आकार छोटा हो जाता है और उसकी प्रभाव कठोरता में सुधार होता है; एल्युमीनियम में ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध भी होता है। एल्युमीनियम को क्रोमियम और सिलिकॉन के साथ मिलाने से इस्पात की उच्च तापमान पर छिलने की क्षमता और संक्षारण प्रतिरोध में उल्लेखनीय सुधार होता है। एल्युमीनियम का एक नुकसान यह है कि यह इस्पात के गर्म कार्य, वेल्डिंग और काटने की क्षमता को प्रभावित करता है।

7. ऑक्सीजन (O) और नाइट्रोजन (N): ऑक्सीजन और नाइट्रोजन हानिकारक तत्व हैं जो धातु के पिघलने पर भट्टी की गैस से प्रवेश कर सकते हैं। ऑक्सीजन इस्पात को गर्म अवस्था में भंगुर बना सकती है, और इसका प्रभाव सल्फर की तुलना में अधिक गंभीर होता है। नाइट्रोजन इस्पात की ठंडी अवस्था में भंगुरता को फास्फोरस के समान बना सकती है। नाइट्रोजन के कारण इस्पात की कठोरता और मजबूती बढ़ सकती है, लेकिन तन्यता और मजबूती कम हो जाती है, विशेष रूप से विरूपण के कारण होने वाली वृद्धावस्था में।

8. नायोबियम (Nb), वैनेडियम (V) और टाइटेनियम (Ti): नायोबियम, वैनेडियम और टाइटेनियम सभी कण परिष्करण तत्व हैं। इन तत्वों को उचित मात्रा में मिलाने से इस्पात की संरचना में सुधार होता है, कण परिष्करण होता है और इस्पात की मजबूती और कठोरता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।