Stal podstawowa odnosi się do stali produkowanej w piecu wyłożonym substancją zasadową, a nie kwasową. W ten sposób wytwarzana jest zdecydowana większość stali produkowanej w społeczeństwach przemysłowych. Izolacja konstrukcji pieca od ciepła pieca jest głównym wyzwaniem w produkcji stali. Usuwanie zanieczyszczeń z mieszanin żelaza to kolejne wyzwanie w produkcji stali. Od lat 1950. XX wieku stosuje się nowoczesne metody izolowania ścian pieców substancjami o niskim pH, czyli o niskiej kwasowości.
Stal to przede wszystkim żelazo, ale zawiera niewielką ilość innych pierwiastków w mieszaninie. Jest to pożądane, ponieważ może poprawić właściwości materiałowe substancji, a mianowicie twardość. Najczęściej dodawanym do stali pierwiastkiem jest węgiel, ale stosuje się również mangan, chrom i wolfram. Te dodatki do żelaza podstawowego nazywane są materiałami stopowymi. Stal jest znacznie mocniejsza niż samo czyste aluminium czy żelazo, ale musi być wytwarzana w określony sposób.
Podczas drugiej rewolucji przemysłowej odkryto i szeroko zastosowano proces Bessemera do masowej produkcji stali. Główną innowacją w tym procesie była możliwość usuwania zanieczyszczeń ze stopionego żelaza poprzez przedmuchiwanie go powietrzem. Nadmiar krzemu, manganu i węgla jest utleniany przez powietrze i może następnie wydostać się z substancji.
Aby zapobiec stopieniu się konstrukcji pieca podczas produkcji stali, co może wiązać się z bardzo wysokimi temperaturami, pojemnik jest wyłożony materiałem ogniotrwałym. Materiały ogniotrwałe to substancje, które zachowują swoje właściwości fizyczne w temperaturach wyższych niż 1,000 stopni Fahrenheita (537.77 stopni Celsjusza). W podstawowej produkcji stali stosuje się materiały ogniotrwałe o niskim pH. W procesie Bessemera dolomit mineralny był powszechnym materiałem ogniotrwałym o niskim pH, używanym do wykładania pojemnika podczas wytwarzania stali podstawowej.
W 1952 r. opracowano nową procedurę produkcji stali znaną jako proces Linz-Donawitz lub LD. Zamiast stosować technikę Bessemera polegającą na wdmuchiwaniu powietrza przez roztopione żelazo, zamiast tego stosuje się czysty tlen. Zwiększone utlenianie żelaza pozwala na skuteczniejsze usuwanie zanieczyszczeń. Nowoczesne piece mogą przerobić 350 ton żelaza na stal w mniej niż 40 minut. Proces wytwarzania podstawowej stali metodą LD powoduje również mniejsze zanieczyszczenie powietrza niż proces Bessemera.
Podstawowe materiały ogniotrwałe pozwalają na skuteczniejsze usuwanie zanieczyszczeń siarkowych i fosforowych niż materiały ogniotrwałe kwasowe. Gdy tlen zostanie przedmuchany przez żelazo, zanieczyszczenia albo opuszczają się w postaci gazu, albo tworzą żużel, który unosi się na powierzchni. Utleniony węgiel ucieka jako tlenek węgla lub dwutlenek węgla. Inne zanieczyszczenia tworzą nowe związki, które oddzielają się od mieszaniny, pozostawiając podstawową stal.