鉄鋼材料は、主成分を鉄とした材料の総称であり、鉄のほか、C（炭素）やMn（マンガン）、Si（ケイ素）など様々な元素が含まれてできています。鉄は他の元素と組み合わさることで硬くて強い特性や、柔らかく加工がしやすくなる特性など様々な機能的特性を得ることができ、今日では様々な元素を添加した数多くの鉄鋼材料が開発、製造され、私たちの身の回りの多くの製品に使用されています。
　
鉄鋼材料に含まれる元素は様々なものがありますが、その代表的なものにC（炭素）、Si（ケイ素）、Mn（マンガン）、P（リン）、S（硫黄）があります。これらは鉄鉱石から鉄鋼材料を製造する際に必ず混入するものであり、鋼の5元素と呼ばれています。この基本となる5元素のみで作られた鋼材を「炭素鋼」といい、炭素含有量（質量％濃度）が0.25％以下のものを低炭素鋼、0.25-0.6％のものを中炭素鋼、0.6％以上のものを高炭素鋼と呼びます。炭素量で分類を分けるのは、炭素の含有量によって材料の強度や靭性が大きく変化するためです。よってCは5元素の中でも最も重要な元素と言えます。
一方、この「炭素鋼」に1つ以上の合金元素を添加し、その性質を改善した材料を「合金鋼」と呼びます。加えられる元素はCr（クロム）やNi（ニッケル）など様々な種類があり、加えた元素によって様々な特性を得ることができます。
下表はCが概ね0.45％含有された炭素鋼と合金鋼の比較です。
S45CはCが0.45％程度含有された炭素鋼
SCr 445はS45CにCrが0.9～1.2％含有された合金鋼
SCM 445はSCr445にMoが0.15～0.3％含有された合金鋼
となります。
C量やMn量に多少の違いはありますが、基本の5元素は概ね同じような構成の鋼種です。

元素含有量（単位：mass%)

基本の5元素は同じ構成でも、CrやMoといった新たな元素を添加することで、機械的性質は下記のように異なります。

機械的性質（JIS参考値）

このように鉄鋼材料は添加する元素によってその性質が変わります。様々な合金を添加することにより高機能な鉄鋼材料を製造することが可能ですが、その分コストも高くなるため、設計において材質を選定する際には、必要な性能との「バランス」を考慮することが重要です。