目前，新型的低合金高强度钢以低碳（≤0.1%）和低*（≤0.015%）为主要特征。常用的合金元素按其在钢的强化机制中的作用可分为：固溶强化元素（Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等）；细化晶粒元素（Al、Nb、V、Ti、N等）；沉淀硬化元素（Nb、V、Ti等）以及相变强化元素（Mn、Si、Mo等）（见金属的强化）。
C ；在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强化。在微合金钢中为形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要0.01～0.02%；所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善钢的韧性和焊接性能。
Mn ；高的Mn/C比对提高钢的屈服强度和冲击韧性有好处。锰能降低γ→α 转变温度；有利于针状铁素体的形核；在加热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加了铁素体中碳化物的弥散析出量。此外，由于高锰导致钢的应力/应变特性的变化，可以抵销鲍欣格效应的强度损失。
Si ；多数低合金高强度钢不用硅合金化，但在热轧铁素体-马氏体多相钢中，硅是不可缺少的添加元素。
Mo ；含钼钢（～0.15%Mo）有较高的强度，比传统的铁素体－珠光体钢又有较高的韧性。钼对钢在冷却过程中珠光体转变有抑制作用。在针状铁素体钢和超低碳贝氏体钢中的含钼量一般在0.2～0.4%。
Nb、V、Ti ；在低碳的锰钢或低碳的锰-钼钢中添加0.05～0.15% Nb（或V、Ti），有明显的晶粒细化和沉淀硬化作用。钛在钢中形成硫化物，改善冲击吸收功的各向异性和冷成型性。
稀土元素（RE) ；微量（0.001%左右）稀土金属，不影响钢的强度。其主要作用是脱硫，它又是*有效的硫化物形态控制元素，减小韧性的各向异性，防止钢的层状撕裂。
其他元素Ni、Cr、Cu等，在微合金钢中固溶硬化并不十分有效，在非调质钢中一般控制在较低的含量范围。