形成不銹鋼的性能和組織，主要是由各種元素決定的。由于這些元素的加入，導致鋼的內部組織發生變化，從而使鋼具有特殊的性能。
1. 鉻
鉻是構成不銹鋼的基本元素。鉻是決定不銹鋼耐腐蝕性能的最基本元素。鉻能使鋼的表面很快形成一層實際為腐蝕介質不能透過和不溶解的富鉻的氧化膜；鉻還能有效地提高鋼的電極電位。當含鉻量不低于12.5％時，可使鋼的電極電位發生突變，由負電位升到正的電極電位。因而可顯著提高鋼的耐蝕性。鉻的含量越高，鋼的耐蝕性能越好。當含鉻量達到25％、37.5％時，會發生第二次、第三次的突變，使鋼具有更高的耐腐蝕性能。
2. 鎳
鎳單獨不能構成不銹鋼。鎳對不銹鋼耐腐蝕的影響，只有它與鉻配合時才能充分顯示出來。在含鉻18％的鋼中加入9％的鎳，就能使鋼在常溫下獲得單一奧氏體組織，并可以提高鋼對非氧化性介質（如：稀硫酸、鹽酸、磷酸等）的耐蝕性，并能改善鋼的焊接和冷彎等的工藝性能。
3. 錳和氮
錳和氮可代替鉻鎳不銹鋼中的鎳。錳和氮在不銹鋼中有與鎳相仿的作用。錳的穩定奧氏體作用為鎳的二分之一，而氮的作用比鎳大很多，約為鎳的40倍左右。因而錳和氮可代鎳獲得單一的奧氏體組織。但錳的加入會使含鉻低的不銹鋼耐蝕性降低。同時，高錳奧氏體鋼不易加工。因此，在不銹鋼中不單獨使用錳，只用部分代替鎳。
4. 碳
碳在不銹鋼中具有兩重性。碳在不銹鋼中的含量及其分布的形式，在很大程度上左右著不銹鋼的性能和組織：①. 碳是穩定奧氏體元素，并作用的程度很大，約為鎳的30倍，含碳量高的（馬氏體）不銹鋼，完全可以接受淬火強化，從而在機械性能方面可大大提高它的強度；②. 由于碳和鉻的親和力很大，在不銹鋼中要占用17倍碳量的鉻與它結合成碳化鉻。隨著鋼中含碳量的增加，則與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低鋼的耐蝕性。所以，從強度與耐腐蝕性能兩方面來看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。在實際應用中，為了達到耐腐蝕的目的，不銹鋼的含碳量一般較低，大多在0.1％左右，為了進一步提高鋼的耐腐蝕能力，特別是抗晶間腐蝕的能力，常采用超低碳的不銹鋼，含碳量在0.03％甚至更低。
5. 鈦和鈮
鈦和鈮能防止不銹鋼的晶間腐蝕。不銹鋼加熱到450～800℃時，常常由于在晶界析出鉻的碳化物而使晶界附近的含鉻量下降形成貧鉻區，導致晶界附近的電極電位下降，從而引起電化學腐蝕。這種腐蝕叫作晶間腐蝕。常見的如在焊縫附近的熱影響區內發生的晶間腐蝕。而鈦和鈮是強碳化物形成元素，它們與碳的親和力比鉻大得多，鋼中加入鈦或鈮，就能使鋼中的碳首先與鈦或鈮形成碳化物，而不與鉻形成碳化物，從而保證晶界附近不致因貧鉻而產生晶間腐蝕。因此，鈦和鈮常用來固定鋼中的碳，提高不銹鋼抗晶間腐蝕的能力，并改善鋼的焊接性能。鈦或鈮的加入量要根據含碳量而定，一般地，鈦的加入量為含碳量的5倍，鈮為碳的8倍。
6. 鉬和銅
鉬和銅能提高某些不銹鋼對某些介質的耐腐蝕性能。鉬和銅能提高不銹鋼對硫酸、醋酸等腐蝕介質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含氯離子的介質（如鹽酸）以及有機酸的耐蝕能力。但含鉬的不銹鋼不宜在硝酸中應用，含鉬的不銹鋼在沸騰的65％硝酸中的腐蝕速度比不含鉬的增加一倍；銅加入鉻錳氮不銹鋼中，會加速不銹鋼的晶間腐蝕。鉬對鋼獲得單一奧氏體組織有不利影響，因此在含鉬鋼中，為了使鋼在熱處理后具有單一的奧氏體組織。鎳在錳等元素的含量中要相應提高。
7. 硅和鋁
硅和鋁能提高不銹鋼的抗氧化能力。硅對提高鉻鋼抗氧化能力的作用很顯著，含5％鉻及1％硅的鋼，抗氧化的能力可與12％鉻鋼相等。如要使鋼在1000℃能抵抗氧化，含0.5％硅時需要22％的鉻，如加入2.5％～3％的硅以后，只需要12％的鉻就可以了。有資料還介紹，向Cr15Ni20的鉻鎳鋼中加2.5％的硅，抗氧化性能可相當于Cr15Ni60的鉻鎳合金。向高鉻鋼中加鋁也能使抗氧化性能顯著提高，它的作用與加硅的功能相仿。向高鉻鋼中加硅和鋁的目的：一是為了進一步提高鋼的抗氧化性能；二是為了節約用鉻。硅和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能的作用雖然很大，但也有很多缺點。最主要的是它使鋼的晶粒粗化和脆性傾向增大。
8. 鎢和釩
鎢和釩加入鋼中，其主要作用是提高鋼的熱強性。
9. 硼
高鉻鐵素體不銹鋼（Cr17Mo2Ti）中加0.005％的硼，可使鋼在沸騰的65％醋酸中的耐腐蝕性能提高；奧氏體不銹鋼中加入微量（0.0006％～0.0007％）的硼，可使鋼的熱態塑性改善；硼對提高鋼的熱強性有良好的作用，可使不銹鋼的熱強性顯著提高；含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業中有著特殊的用途。但不銹鋼中含硼會使鋼的塑性和沖擊韌性降低。
10. 其他元素
除以上元素外，有些不銹鋼中還分別加入稀有金屬元素和稀土元素以改善鋼的性能。
