除了铁和碳，钢中还会根据性能需求添加合金元素。常见的合金元素包括锰、硅、铬、镍、钼等：锰能提高钢的强度和韧性，硅可增强钢的抗氧化性和耐磨性，铬与镍的组合能赋予钢耐腐蚀能力如不锈钢，钼则能提升钢的高温强度。这些元素的添加比例和种类，决定了钢的特殊性能，如耐候钢、高速工具钢、弹簧钢等均通过合金元素的调配实现功能化。
钢中还含有少量杂质元素，如硫、磷等。硫会导致钢的“热脆性”，降低高温加工性能；磷则会引发“冷脆性”，影响低温韧性。因此，炼钢过程中需通过脱硫、脱磷工艺严格杂质含量，确保钢的质量稳定性。
钢的组成决定了其性能，通过调整各元素的比例，钢可被制成适应不同场景的材料，从建筑用的螺纹钢到精密仪器中的轴承钢，从汽车外壳到航空航天用的高强度合金，其核心均源于铁、碳及其他元素的科学配比。