钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。钢铁五大元素指的是,除铁元素以外的碳、硫、锰、磷、硅五种元素。
1、碳（C）：碳是钢的重要元素，它是区分钢铁的主要标志之一，对钢铁的性能起着决定性的作用，由于碳的存在，才能将钢铁进行热处理，才能调节和改变其机械性能。钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硫（S）：在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。锰可提高钢的强度，增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。
4、磷（P）：在一般情况下，磷在钢铁中以固溶体和磷化物形态存在，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硅（Si）：硅在钢铁中主要以固溶体形式存在，还可形成硅化物，是钢中的有益元素。硅在钢中的作用像碳一样，能增加钢铁的硬度和强度，硅量增加，则铁中游离碳的比率也增加，故硅与碳两者同时存在，可相互调节。若两者各单独存在，则使铁质硬而脆。含硅稍高的钢铁，流动性打，易于铸造，且又能增加钢的电阻及耐酸性；但硅能降低钢铁的延展性，在碳素钢中硅的含量不能大于0.4%，因为大于0.5%是，冲击韧性便显著下降。
