在低合金鋼中，合金元素的主要功能是提高淬透性，以優化熱處理后的機械性能和韌性，添加合金元素是為了在特定的使用條件下減少鋼的環境退化。高合金鋼的成分中含有合金元素，這種合金元素比低合金鋼更多，這些元素是金屬。有大量的合金元素可以添加到鋼中，高合金鋼中合金元素的總量可在8％至50％之間變化。

　　常見的合金元素包括錳，鎳，鉻，鉬，釩，硅和硼，不常見的合金元素包括鋁，鈷，銅，鈰，鈮，鈦，鎢，錫，鋅，鉛，銻和鋯。添加到鋼中時，鉻，釩，鉬和鎢通過形成第二相碳化物來提高強度，通過在鐵素體中形成固溶體，添加錳，硅，鎳和銅以增加鋼的強度。添加少量鎳和銅可提高耐腐蝕性，添加鉬有助于抵抗脆化。