Paslanmaz çelik, çeşitli kimyasal elementlerin karışımından oluşur. Ana bileşenleri genellikle demir (Fe), krom (Cr), nikel (Ni), mangan (Mn) ve karbon (C) içerir. Paslanmaz çelik, çoğu zaman diğer elementlerle de alaşım yapabilir, bu da çelikten çelike farklı özellikler kazandırabilir.

Paslanmaz çeliğin dayanıklılığını ve paslanmaz özelliklerini sağlayan en önemli elementler krom ve nikeldir. Krom, paslanmaz çeliğin yüzeyini oksidasyona karşı koruyan bir pasif tabaka oluştururken, nikel de mukavemet ve korozyon direncini artırır. Ayrıca, karbon içeriği paslanmaz çeliklerin mekanik özelliklerini belirler.