Compoziția chimică o oțelului este cea care definește proprietățile oțelului. Este principala caracteristică în funcție de care se diferențiază diferitele calități ale oțelului.
Fierul și carbonul reprezintă compoziția chimică de bază o oțelului, dar acesta poate fi aliat cu elemente metalice sau nemetalice în vederea modificării acestei compoziții; în funcție de preponderența acestor elemente putem vorbi de oțeluri carbon – nealiate, oțeluri aliate și oțeluri inoxidabile.
Cele mai obișnuite elemente chimice din compoziția chimică a oțelului, alături de fier, sunt: carbonul, manganul, siliciul, fosforul, sulful, cromul, molibdenul, nichelul, aluminiul și vanadiul.