Ο χάλυβας αποτελεί σημαντικό μέρος της κατασκευής από το 1800, λόγω της ευελιξίας του ως δομικού υλικού. Η δημοτικότητά του οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη δύναμη και την ευκολία κατασκευής του. Οι πρώτες ύλες για το χάλυβα ποικίλλουν επειδή μπορούν να κατασκευαστούν διαφορετικοί χάλυβες για να ταιριάζουν στις τελικές τους χρήσεις, συμπεριλαμβανομένου του μαλακότερου χάλυβα για μηχανική κατεργασία έως του πολύ σκληρού χάλυβα για συσκευές ασφαλείας ή χρηματοκιβώτια. Όλα τα προϊόντα χάλυβα εκτιμώνται για την αντοχή, την ανθεκτικότητά τους και την ευκολία ανακύκλωσής τους όταν δεν χρειάζονται πλέον.
Το βασικό συστατικό για τον χάλυβα είναι ο σίδηρος που βρίσκεται στο έδαφος ως οξείδιο, ένα χημικό μείγμα σιδήρου και οξυγόνου αναμεμειγμένο με πέτρες. Ο οξειδωμένος σίδηρος είναι κοινός στα προϊόντα χάλυβα καθώς γερνούν, επειδή το ίδιο μόριο είναι γνωστό ως σκουριά, η οποία εμφανίζεται όταν ο σίδηρος και το οξυγόνο ανασυνδυάζονται με την πάροδο του χρόνου. Ένα δοχείο υψηλής θερμοκρασίας που ονομάζεται υψικάμινος χρησιμοποιείται για την παρασκευή του καθαρού μετάλλου από το ακατέργαστο μετάλλευμα. Προτού ο σίδηρος μπορεί να τοποθετηθεί στον κλίβανο, συνήθως περνάει από διάφορα στάδια επεξεργασίας για την απομάκρυνση των απορριμμάτων πετρωμάτων και τη συμπύκνωση του ποσοστού σιδήρου στο μετάλλευμα.
Σε μια υψικάμινο, το σιδηρομετάλλευμα και άλλες πρώτες ύλες για χάλυβα προστίθενται και θερμαίνονται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Όταν το μείγμα λιώσει, το οξυγόνο εγχέεται χρησιμοποιώντας έναν κοίλο σωλήνα που ονομάζεται λόγχη, ο οποίος κάνει το μείγμα να γίνει ακόμα πιο ζεστό. Στις πολύ υψηλές θερμοκρασίες, το οξυγόνο διαχωρίζεται από το οξείδιο του σιδήρου, με αποτέλεσμα το καθαρό μέταλλο. Οι ακαθαρσίες που ονομάζονται σκωρία ανεβαίνουν στην κορυφή του κλιβάνου και απομακρύνονται, με αποτέλεσμα ένα λιωμένο μείγμα σιδήρου και άλλων πρόσθετων.
Υπάρχουν εκατοντάδες διαφορετικές συνθέσεις ή κράματα χάλυβα, αλλά υπάρχουν μερικές κοινές πρώτες ύλες για το χάλυβα. Ο άνθρακας είναι βασικό συστατικό σε όλο το χάλυβα, αλλά υπάρχει σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Το οξυγόνο στο μετάλλευμα αντιδρά με τον άνθρακα που προστίθεται στον κλίβανο, αφαιρώντας τον από το μόριο του οξειδίου του σιδήρου. Μια καθαρή μορφή άνθρακα που ονομάζεται οπτάνθρακας χρειάζεται σε μια υψικάμινο και παρασκευάζεται με θέρμανση άνθρακα σε υψηλές θερμοκρασίες για την απομάκρυνση τυχόν οργανικών ενώσεων.
Ο σίδηρος με ποσοστά άνθρακα υψηλότερα από δύο τοις εκατό αναφέρεται ως χυτοσίδηρος, ο οποίος είναι σκληρός αλλά πιο εύθραυστος. Άλλες πρώτες ύλες για χάλυβα περιλαμβάνουν διάφορα μέταλλα, πυρίτιο και ασβεστόλιθο. Ο ασβεστόλιθος, που είναι ανθρακικό ασβέστιο, ονομάζεται ροή και προστίθεται σε τακτά χρονικά διαστήματα στον κλίβανο για να σχηματιστεί η σκωρία και να αφαιρεθούν οι ακαθαρσίες. Το πυρίτιο αφαιρεί το οξυγόνο στον κλίβανο και κάνει τον χάλυβα πιο λειτουργικό ή ευκολότερο να λυγιστεί ή να κατεργαστεί.
Ένας υψικάμινος μπορεί να χρησιμοποιήσει λίγο ανακυκλωμένο χάλυβα, αλλά συνήθως περιορίζεται σε περίπου 30 τοις εκατό κατά βάρος. Ο χάλυβας ανακυκλώνεται εύκολα, αλλά ένας διαφορετικός φούρνος που ονομάζεται φούρνος ηλεκτρικού τόξου χρησιμοποιείται για υψηλότερα ποσοστά ανακυκλωμένου χάλυβα. Ένας κλίβανος ηλεκτρικού τόξου χρησιμοποιεί δύο ηλεκτρόδια που αιωρούνται μέσα στον κλίβανο και ένα υψηλό ηλεκτρικό ρεύμα περνά μεταξύ τους, δημιουργώντας υψηλές θερμοκρασίες. Οι πρώτες ύλες για το χάλυβα περιέχονται ήδη στο ανακυκλωμένο υλικό και μόνο μικρές ποσότητες πρόσθετων ενδέχεται να χρειαστούν για να δημιουργηθεί η επιθυμητή σύνθεση χάλυβα.